CN108985388B - 基于负荷检测的蜂鸣报警机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于负荷检测的蜂鸣报警机构，包括：市电接入设备，与表演车体连接，用于接入市电供电网络，以为所述表演车体的各个用电设备提供电力供应；表演车体，设置在舞台上，包括耗电量检测设备和表演载体，所述耗电量检测设备与所述市电接入设备连接，用于检测所述舞台移动车体的各个用电设备共同使用的电能数值；半球摄像头，用于对所述表演车体进行拍摄，以获得并输出对应的表演车体图像；噪声检测设备，与所述半球摄像头连接，用于接收所述表演车体图像，并对所述表演车体图像进行噪声检测，以获得所述表演车体图像对应的噪声幅值以作为当前噪声幅值输出。通过本发明，提高了表演车体的安全等级。

Description

基于负荷检测的蜂鸣报警机构

技术领域

本发明涉及舞台安全领域，尤其涉及一种基于负荷检测的蜂鸣报警机构。

背景技术

舞台表演车主要包括底盘部分和上装部分两大部分，上装部分由顶板侧板底板组成，而侧板和顶板分别由四个液压油缸控制展开即成舞台的台顶，底板展开四个液压油缸控制成舞台，省去传统搭台程序，省时省力操作简便安全可靠，功能齐全，外观美观。厢体整体采用铝型材和冲压件组合骨架，外板为铝合金平板，内饰为防水胶合板，舞台板为专用舞台防滑板。右侧外板及顶板右侧通过液压举升至与台面垂直位置，形成遮阳、挡雨、灯光固定的顶棚及广告的承载面。右侧内板(舞台板)为两折叠，通过液压翻转后作为舞台，舞台左右加装延展板,前面加装T型台。液压系统控制为DC24V电瓶电源。采用上海史德缔流体技术研究所液压缸，动力单元为意大利进口。舞台灯光电源220V，顶板布置有DC24V应急灯。舞台板采用防水、防滑、防火的腹面胶合板。

发明内容

为了解决表演车体自检能力差的技术问题，本发明提供了一种基于负荷检测的蜂鸣报警机构，采用高精度的图像检测机制，对表演车体内的人员负荷进行检测，并基于检测结果确定是否发出预设频率的蜂鸣声，从而提高了表演车体的安全等级；在对图像内容进行频段分析的基础上，基于整体图像的信噪比大小对细节分量进行对应的边缘增强处理，避免了运算资源的浪费；建立了自适应的二值化阈值的自动调整机制，尤其是引用了邻域的图像阈值进行调整，为后续图像处理提供了方便；通过对半球摄像头的输出图像的失焦程度进行实时检测，以根据实时检测结果确定是否进行相应的失焦报警，避免半球摄像头拍摄过程中出现失焦情况。

根据本发明的一方面，提供了一种基于负荷检测的蜂鸣报警机构，所述机构包括：

市电接入设备，与表演车体连接，用于接入市电供电网络，以为所述表演车体的各个用电设备提供电力供应；

表演车体，设置在舞台上，包括耗电量检测设备和表演载体，所述耗电量检测设备与所述市电接入设备连接，用于检测所述舞台移动车体的各个用电设备共同使用的电能数值。

更具体地，在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中，还包括：半球摄像头，用于对所述表演车体进行拍摄，以获得并输出对应的表演车体图像；

噪声检测设备，与所述半球摄像头连接，用于接收所述表演车体图像，并对所述表演车体图像进行噪声检测，以获得所述表演车体图像对应的噪声幅值以作为当前噪声幅值输出。

更具体地，在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中，还包括：第一解析设备，与所述噪声检测设备连接，用于接收所述当前噪声幅值，并基于所述当前噪声幅值对所述表演车体图像进行均匀式分块，以获得对应的多个分块碎片，在所述第一解析设备中，所述当前噪声幅值对所述表演车体图像进行均匀式分块，以获得对应的多个分块碎片包括：所述当前噪声幅值越大，获得的多个分块碎片的数量越多，所述多个分块碎片的尺寸相同。

更具体地，在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中，还包括：

第二解析设备，与所述第一解析设备连接，用于接收所述多个分块碎片，提取每一个分块碎片的各个像素点像素值的均值作为所述分块碎片对应的区域像素值，确定各个分块碎片的各个区域像素值的均方差，当所述均方差超限时，发出第一控制信号，当所述均方差未超限时，发出第二控制信号；

自动调整设备，与所述半球摄像头连接，用于接收所述表演车体图像，确定所述表演车体图像的模糊程度，并基于所述表演车体图像的模糊程度对所述表演车体图像进行分块处理，以获得大小相同的多个图像分块，对每一个图像分块执行以下处理：基于OTSU算法获取所述图像分块的二值化阈值，基于OTSU算法获取所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值，基于述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值，并输出所述图像分块的调整后阈值；在所述自动调整设备中，基于所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值包括：所述图像分块邻域图像分块与所述图像分块的匹配度越高，则所述图像分块邻域图像分块对所述图像分块的二值化阈值的影响程度越大；

分块合并设备，与所述自动调整设备连接，用于接收所述多个图像分块以及每一个图像分块对应的调整后阈值，基于每一个图像分块对应的调整后阈值对所述图像分块进行二值化处理以获得二值化分块，并将各个图像分块分别对应的各个二值化分块进行合并，对合并后的图像进行边缘融合以获得融合的图像，并作为融合处理图像输出；

频段解析设备，与所述分块合并设备连接，用于接收所述融合处理图像，将频域分成若干个均匀的频段，对所述融合处理图像进行频域分析，以确定所述融合处理图像占据的位于高频范围内的一个或多个频段，并将所述一个或多个频段作为一个或多个已检测频段输出；

轮廓采集设备，与所述频段解析设备连接，用于接收所述融合处理图像和所述一个或多个已检测频段，从所述融合处理图像中滤除所述一个或多个已检测频段的相应信号以获得并输出剩余轮廓图像，还用于将从所述融合处理图像中剥离所述剩余轮廓图像后的图像作为细节检测图像输出；

边缘增强设备，与所述轮廓采集设备连接，用于接收所述融合处理图像、所述剩余轮廓图像和所述细节检测图像，测量所述融合处理图像的信噪比，并基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同强度的边缘增强处理，以获得对应的边缘处理图像，还用于将所述边缘处理图像与所述剩余轮廓图像进行频域合并处理，以获得对应的待处理图像，并输出所述待处理图像；所述基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同强度的边缘增强处理包括：所述信噪比越大，对所述细节检测图像执行的边缘增强处理的强度越小；

负荷解析设备，与所述边缘增强设备连接，用于接收所述待处理图像，基于预设表演车体外形从所述待处理图像处分割出表演车体子图像，确定所述表演车体子图像中所有像素点的亮度值，将亮度值在预设人体亮度阈值范围内的像素点作为亮度像素点，基于所述表演车体子图像的像素点总数和所述表演车体子图像中亮度像素点的总数确定表演车体上的人员负荷重量；

蜂鸣设备，与所述负荷解析设备连接，用于接收所述人员负荷重量，并在所述人员负荷重量超限时，发出预设频率的蜂鸣声。

更具体地，在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中：所述半球摄像头还包括失焦报警器，所述失焦报警器与所述第二解析设备连接，用于在接收到所述第二控制信号，进行失焦报警操作，所述失焦报警器还用于在接收到所述第一控制信号时，不进行任何报警操作。

更具体地，在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中：所述表演车体图像的模糊程度越小，对所述表演车体图像进行分块处理获得的图像分块的数量越多。

更具体地，在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中：在所述蜂鸣设备中，在所述人员负荷重量未超限时，停止发出预设频率的蜂鸣声。

更具体地，在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中：在所述蜂鸣设备中，在所述人员负荷重量超限时，发出预设频率的蜂鸣声包括：预设频率与所述人员负荷重量成正比。

具体实施方式

下面将对本发明的基于负荷检测的蜂鸣报警机构的实施方案进行详细说明。

舞台表演车与LED显示屏技术的完美结合，分为内置LED显示屏和外置LED显示屏两种，都是以LED显示屏为舞台动态的主体布景，提升演出灯光效果。内置LED显示屏舞台车，一般为双展流动舞台车，舞台顶部升起后，LED屏幕可以升降。LED屏幕前为舞台台面，后面可作为舞台后台，供演员换装化妆。外置LED显示屏舞台车，一般为单展小舞台车，舞台台面向LED屏幕前伸开，后面为舞台后台。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于负荷检测的蜂鸣报警机构，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的基于负荷检测的蜂鸣报警机构包括：

市电接入设备，与表演车体连接，用于接入市电供电网络，以为所述表演车体的各个用电设备提供电力供应；

表演车体，设置在舞台上，包括耗电量检测设备和表演载体，所述耗电量检测设备与所述市电接入设备连接，用于检测所述舞台移动车体的各个用电设备共同使用的电能数值。

接着，继续对本发明的基于负荷检测的蜂鸣报警机构的具体结构进行进一步的说明。

在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中，还包括：

半球摄像头，用于对所述表演车体进行拍摄，以获得并输出对应的表演车体图像；

噪声检测设备，与所述半球摄像头连接，用于接收所述表演车体图像，并对所述表演车体图像进行噪声检测，以获得所述表演车体图像对应的噪声幅值以作为当前噪声幅值输出。

在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中，还包括：第一解析设备，与所述噪声检测设备连接，用于接收所述当前噪声幅值，并基于所述当前噪声幅值对所述表演车体图像进行均匀式分块，以获得对应的多个分块碎片，在所述第一解析设备中，所述当前噪声幅值对所述表演车体图像进行均匀式分块，以获得对应的多个分块碎片包括：所述当前噪声幅值越大，获得的多个分块碎片的数量越多，所述多个分块碎片的尺寸相同。

在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中，还包括：

第二解析设备，与所述第一解析设备连接，用于接收所述多个分块碎片，提取每一个分块碎片的各个像素点像素值的均值作为所述分块碎片对应的区域像素值，确定各个分块碎片的各个区域像素值的均方差，当所述均方差超限时，发出第一控制信号，当所述均方差未超限时，发出第二控制信号；

自动调整设备，与所述半球摄像头连接，用于接收所述表演车体图像，确定所述表演车体图像的模糊程度，并基于所述表演车体图像的模糊程度对所述表演车体图像进行分块处理，以获得大小相同的多个图像分块，对每一个图像分块执行以下处理：基于OTSU算法获取所述图像分块的二值化阈值，基于OTSU算法获取所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值，基于述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值，并输出所述图像分块的调整后阈值；在所述自动调整设备中，基于所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值包括：所述图像分块邻域图像分块与所述图像分块的匹配度越高，则所述图像分块邻域图像分块对所述图像分块的二值化阈值的影响程度越大；

分块合并设备，与所述自动调整设备连接，用于接收所述多个图像分块以及每一个图像分块对应的调整后阈值，基于每一个图像分块对应的调整后阈值对所述图像分块进行二值化处理以获得二值化分块，并将各个图像分块分别对应的各个二值化分块进行合并，对合并后的图像进行边缘融合以获得融合的图像，并作为融合处理图像输出；

频段解析设备，与所述分块合并设备连接，用于接收所述融合处理图像，将频域分成若干个均匀的频段，对所述融合处理图像进行频域分析，以确定所述融合处理图像占据的位于高频范围内的一个或多个频段，并将所述一个或多个频段作为一个或多个已检测频段输出；

轮廓采集设备，与所述频段解析设备连接，用于接收所述融合处理图像和所述一个或多个已检测频段，从所述融合处理图像中滤除所述一个或多个已检测频段的相应信号以获得并输出剩余轮廓图像，还用于将从所述融合处理图像中剥离所述剩余轮廓图像后的图像作为细节检测图像输出；

边缘增强设备，与所述轮廓采集设备连接，用于接收所述融合处理图像、所述剩余轮廓图像和所述细节检测图像，测量所述融合处理图像的信噪比，并基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同强度的边缘增强处理，以获得对应的边缘处理图像，还用于将所述边缘处理图像与所述剩余轮廓图像进行频域合并处理，以获得对应的待处理图像，并输出所述待处理图像；所述基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同强度的边缘增强处理包括：所述信噪比越大，对所述细节检测图像执行的边缘增强处理的强度越小；

负荷解析设备，与所述边缘增强设备连接，用于接收所述待处理图像，基于预设表演车体外形从所述待处理图像处分割出表演车体子图像，确定所述表演车体子图像中所有像素点的亮度值，将亮度值在预设人体亮度阈值范围内的像素点作为亮度像素点，基于所述表演车体子图像的像素点总数和所述表演车体子图像中亮度像素点的总数确定表演车体上的人员负荷重量；

蜂鸣设备，与所述负荷解析设备连接，用于接收所述人员负荷重量，并在所述人员负荷重量超限时，发出预设频率的蜂鸣声。

在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中：所述半球摄像头还包括失焦报警器，所述失焦报警器与所述第二解析设备连接，用于在接收到所述第二控制信号，进行失焦报警操作，所述失焦报警器还用于在接收到所述第一控制信号时，不进行任何报警操作。

在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中：所述表演车体图像的模糊程度越小，对所述表演车体图像进行分块处理获得的图像分块的数量越多。

在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中：在所述蜂鸣设备中，在所述人员负荷重量未超限时，停止发出预设频率的蜂鸣声。

以及在所述基于负荷检测的蜂鸣报警机构中：在所述蜂鸣设备中，在所述人员负荷重量超限时，发出预设频率的蜂鸣声包括：预设频率与所述人员负荷重量成正比。

另外，所述负荷解析设备采用GPU器件来实现。GPU是显示卡的“大脑”，GPU决定了该显卡的档次和大部分性能，同时GPU也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。2D显示芯片在处理3D图像与特效时主要依赖CPU的处理能力，称为软加速。3D显示芯片是把三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内，也就是所谓的“硬件加速”功能。显示芯片一般是显示卡上最大的芯片(也是引脚最多的)。时下市场上的显卡大多采用NVIDIA和AMD-ATI两家公司的图形处理芯片。

GPU已经不再局限于3D图形处理了，GPU通用计算技术发展已经引起业界不少的关注，事实也证明在浮点运算、并行计算等部分计算方面，GPU可以提供数十倍乃至于上百倍于CPU的性能，如此强悍的“新星”难免会让CPU厂商老大英特尔为未来而紧张，NVIDIA和英特尔也经常为CPU和GPU谁更重要而展开口水战。GPU通用计算方面的标准目前有OpenCL、CUDA、ATI STREAM。其中，OpenCL(全称Open Computing Language，开放运算语言)是第一个面向异构系统通用目的并行编程的开放式、免费标准，也是一个统一的编程环境，便于软件开发人员为高性能计算服务器、桌面计算系统、手持设备编写高效轻便的代码，而且广泛适用于多核心处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、Cell类型架构以及数字信号处理器(DSP)等其他并行处理器，在游戏、娱乐、科研、医疗等各种领域都有广阔的发展前景，AMD-ATI、NVIDIA时下的产品都支持OPEN CL。

采用本发明的基于负荷检测的蜂鸣报警机构，针对现有技术中舞台设备安全检测措施有限的技术问题，通过采用高精度的图像检测机制，对表演车体内的人员负荷进行检测，并基于检测结果确定是否发出预设频率的蜂鸣声，从而提高了表演车体的安全等级；在对图像内容进行频段分析的基础上，基于整体图像的信噪比大小对细节分量进行对应的边缘增强处理，避免了运算资源的浪费；建立了自适应的二值化阈值的自动调整机制，尤其是引用了邻域的图像阈值进行调整，为后续图像处理提供了方便；通过对半球摄像头的输出图像的失焦程度进行实时检测，以根据实时检测结果确定是否进行相应的失焦报警，避免半球摄像头拍摄过程中出现失焦情况，从而解决了上述技术问题。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种基于负荷检测的蜂鸣报警机构，其特征在于，包括：

市电接入设备，与表演车体连接，用于接入市电供电网络，以为所述表演车体的各个用电设备提供电力供应；

表演车体，设置在舞台上，包括耗电量检测设备和表演载体，所述耗电量检测设备与所述市电接入设备连接，用于检测所述舞台移动车体的各个用电设备共同使用的电能数值；

半球摄像头，用于对所述表演车体进行拍摄，以获得并输出对应的表演车体图像；

噪声检测设备，与所述半球摄像头连接，用于接收所述表演车体图像，并对所述表演车体图像进行噪声检测，以获得所述表演车体图像对应的噪声幅值以作为当前噪声幅值输出；

第一解析设备，与所述噪声检测设备连接，用于接收所述当前噪声幅值，并基于所述当前噪声幅值对所述表演车体图像进行均匀式分块，以获得对应的多个分块碎片，在所述第一解析设备中，所述当前噪声幅值对所述表演车体图像进行均匀式分块，以获得对应的多个分块碎片包括：所述当前噪声幅值越大，获得的多个分块碎片的数量越多，所述多个分块碎片的尺寸相同；

第二解析设备，与所述第一解析设备连接，用于接收所述多个分块碎片，提取每一个分块碎片的各个像素点像素值的均值作为所述分块碎片对应的区域像素值，确定各个分块碎片的各个区域像素值的均方差，当所述均方差超限时，发出第一控制信号，当所述均方差未超限时，发出第二控制信号；

自动调整设备，与所述半球摄像头连接，用于接收所述表演车体图像，确定所述表演车体图像的模糊程度，并基于所述表演车体图像的模糊程度对所述表演车体图像进行分块处理，以获得大小相同的多个图像分块，对每一个图像分块执行以下处理：基于OTSU算法获取所述图像分块的二值化阈值，基于OTSU算法获取所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值，基于述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值，并输出所述图像分块的调整后阈值；在所述自动调整设备中，基于所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值包括：所述图像分块邻域图像分块与所述图像分块的匹配度越高，则所述图像分块邻域图像分块对所述图像分块的二值化阈值的影响程度越大；

分块合并设备，与所述自动调整设备连接，用于接收所述多个图像分块以及每一个图像分块对应的调整后阈值，基于每一个图像分块对应的调整后阈值对所述图像分块进行二值化处理以获得二值化分块，并将各个图像分块分别对应的各个二值化分块进行合并，对合并后的图像进行边缘融合以获得融合的图像，并作为融合处理图像输出；

频段解析设备，与所述分块合并设备连接，用于接收所述融合处理图像，将频域分成若干个均匀的频段，对所述融合处理图像进行频域分析，以确定所述融合处理图像占据的位于高频范围内的一个或多个频段，并将所述一个或多个频段作为一个或多个已检测频段输出；

轮廓采集设备，与所述频段解析设备连接，用于接收所述融合处理图像和所述一个或多个已检测频段，从所述融合处理图像中滤除所述一个或多个已检测频段的相应信号以获得并输出剩余轮廓图像，还用于将从所述融合处理图像中剥离所述剩余轮廓图像后的图像作为细节检测图像输出；

边缘增强设备，与所述轮廓采集设备连接，用于接收所述融合处理图像、所述剩余轮廓图像和所述细节检测图像，测量所述融合处理图像的信噪比，并基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同强度的边缘增强处理，以获得对应的边缘处理图像，还用于将所述边缘处理图像与所述剩余轮廓图像进行频域合并处理，以获得对应的待处理图像，并输出所述待处理图像；所述基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同强度的边缘增强处理包括：所述信噪比越大，对所述细节检测图像执行的边缘增强处理的强度越小；

负荷解析设备，与所述边缘增强设备连接，用于接收所述待处理图像，基于预设表演车体外形从所述待处理图像处分割出表演车体子图像，确定所述表演车体子图像中所有像素点的亮度值，将亮度值在预设人体亮度阈值范围内的像素点作为亮度像素点，基于所述表演车体子图像的像素点总数和所述表演车体子图像中亮度像素点的总数确定表演车体上的人员负荷重量；

蜂鸣设备，与所述负荷解析设备连接，用于接收所述人员负荷重量，并在所述人员负荷重量超限时，发出预设频率的蜂鸣声。

2.如权利要求1所述的基于负荷检测的蜂鸣报警机构，其特征在于：

所述半球摄像头还包括失焦报警器，所述失焦报警器与所述第二解析设备连接，用于在接收到所述第二控制信号，进行失焦报警操作，所述失焦报警器还用于在接收到所述第一控制信号时，不进行任何报警操作。

3.如权利要求2所述的基于负荷检测的蜂鸣报警机构，其特征在于：

所述表演车体图像的模糊程度越小，对所述表演车体图像进行分块处理获得的图像分块的数量越多。

4.如权利要求3所述的基于负荷检测的蜂鸣报警机构，其特征在于：

在所述蜂鸣设备中，在所述人员负荷重量未超限时，停止发出预设频率的蜂鸣声。

5.如权利要求4所述的基于负荷检测的蜂鸣报警机构，其特征在于：

在所述蜂鸣设备中，在所述人员负荷重量超限时，发出预设频率的蜂鸣声包括：预设频率与所述人员负荷重量成正比。