CN109325419A - 一种基于智慧农村ai系统的灾害识别方法 - Google Patents

Abstract

一种基于智慧农村AI系统的灾害识别方法，无需再派遣专业人士到自然灾害多发地进行实地考察，只需让农村当地的巡逻人员佩戴AR眼镜进行巡逻，其看到的农村实景便均能实时上传至乡级终端服务器，乡级终端服务器再对农村实景中的地理图像进行识别，从而自动识别出存在发生自然灾害可能性的地点，之后再将叠加有识别结果的农村实景发送给对应的监管机构内的上级终端服务器供专业人士查看，该专业人士再凭借其专业知识指示该巡逻人员作相应的举措，以便进一步考察，并在考察完之后提供专业的指导意见，从而能够有效预防自然灾害的发生或大大减少自然灾害发生造成的损失。

Description

一种基于智慧农村AI系统的灾害识别方法

技术领域

本发明涉及智慧农村AI系统领域，尤其是指一种基于智慧农村AI系统的灾害识别方法。

背景技术

“智慧农村”是由天仕物联网研究院提出的不同于智慧城市的一种新兴概念体，其指基于物联网技术的现代化新农村建设，它以现在最先进的物联网技术为技术依托，针对中国农村普遍不发达的现状，为实现农村生活现代化、科技化、智能化的目标，从而提高农民的生活水平和建立农民自有的智能生活价值体系。

为了实现“智慧农村”这一理念，中国专利文献一种基于大数据共建共享的智慧农村系统（授权公告号CN205961186U），公开了其包括智慧农村数据采集设备、区域存储中心、区域大数据处理中心、智慧农村应用终端和云服务器；所述的智慧农村数据采集层通过有线或者无线通信连接区域存储中心，所述的区域存储中心连接区域大数据处理中心，所述的区域大数据处理中心连接智慧农村应用终端，并通过无线通信连接云服务器，所述的智慧农村应用终端包括农村人口管理系统。

该专利虽然在一定程度上解决了重复建设、信息孤岛、数据烟囱、运行成本高以及信息利用效率低等问题，但是该智慧农村采集设备安装的位置是包括路灯、杆体、广告牌和建筑物中的一种或多种，难以涉及到农村内部的边边角角。农村由于其地理位置的因素，向来是山体滑坡、泥石流、洪涝、干旱、森林火灾等自然灾害的多发区，因此为了降低自然灾害的发生率以及减少因自然灾害发生而产生的损失，对农村自然灾害的提前识别尤为重要。如果采用该专利，要完成灾害的自动识别，就需要对农村各个位置进行监控，而又由于我国农村数量巨大，幅员辽阔，就需要设置数量庞大的智慧农村数据采集设备，不仅浪费资源，效果也非常有限，不符合经济效益。

中国专利文献一种森林灾害智能防护系统（申请公布号CN105389936A），包括信号采集模块、无线传输模块、监控中心、GIS 地理信息系统、报警模块和灾害识别模块。该发明的系统可进行全程录像，同时借助远红外信号采集设备，可以对森林中的盗采盗伐盗猎的问题进行很好的监控，借助图像信息与地理信息系统的识别比对，可以对山洪、泥石流、路面塌方、落石等灾害进行监控和报警；若遇异常情况，工作人员可及时将摄像机从自动状态下转为手动状态，并对有关目标进行跟踪、定位、放大，以便更加仔细全面地进行观测。

该发明是通过定点设置信号采集模块以完成监控，依然存在很大的局限性，无法监控到农村的各个角落。因此若能有一套系统和方法能够监控到农村的各个角落，并自动识别出自然灾害，从而能够提前做出相应的准备，必将能够有效预防自然灾害的发生或大大减少自然灾害发生造成的损失。

发明内容

本发明提供一种基于智慧农村AI系统的灾害识别方法，其主要目的在于克服现有技术无法监控到农村的各个角落从而识别出各种自然灾害的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于智慧农村AI系统的灾害识别方法，包括以下步骤：

1)要对农村进行巡逻的巡逻人员戴上AR眼镜，AR眼镜上的摄像头根据巡逻人员的视角实时采集当前的农村实景，并将该农村实景实时传输到AR眼镜上的CPU模块；

2)所述CPU模块通过视频接口将该农村实景传输到所述AR眼镜上进行实时的投影显示；同时，该CPU模块还将该农村实景的数据通过AR眼镜上的无线通信模块传输到设于当地农村乡政府内的乡级终端服务器上，并在乡级终端服务器上实时显示该农村实景；

3)所述乡级终端服务器对其接收到的农村实景中出现的地理图像进行自动捕捉，并将捕捉到的当前地理图像与灾害数据库中的库存地理图像进行识别对比，直至得出识别结果，将所述识别结果与显示在所述乡级终端服务器上的农村实景叠加；同时，还能自动把所述识别结果发送给所述CPU模块，所述CPU模块再将叠加有所述识别结果的农村实景在所述AR眼镜上进行实时的投影显示；所述识别结果包括所述农村实景中出现的当前地理图像、灾害数据库中存在的与所述当前地理图像相似度达到预设值的库存地理图像；

4)所述乡级终端服务器依据所述识别结果中的与所述当前地理图像相似度达到预设值的库存地理图像得出所述当前地理图像所属的类别，再将叠加有所述识别结果的农村实景按类别发送给对应的监管机构内的上级终端服务器；

5)该监管机构内的专业人士在所述上级终端服务器上对该叠加有所述识别结果的农村实景进行标记以指示该巡逻人员动作，该专业人士标记的数据实时传输给所述CPU模块，所述CPU模块再将叠加有所述专业人士标记、识别结果的农村实景在所述AR眼镜上进行实时的投影显示；同时，该专业人士标记的数据也能实时传输给所述乡级终端服务器；

6)步骤5进行的同时，专业人士还能通过所述上级终端服务器与设于所述AR眼镜上的蓝牙耳机与巡逻人员进行实时通话；

7)该巡逻人员若对当前环境的状况存在疑问需要请示，也可对所述AR眼镜投影出来的农村实景进行标记，该巡逻人员标记便可实时显示在所述上级终端服务器和乡级终端服务器上。

进一步的，步骤3中，所述乡级终端服务器内设有GIS地理信息系统和自动识别模块，所述GIS地理信息系统中具有所述灾害数据库，所述GIS地理信息系统能够将所述当前地理图像与灾害数据库中的库存地理图像进行识别对比，直至得出相似度达到预设值的库存地理图像，之后所述GIS地理信息系统再将所述当前地理图像与与所述当前地理图像相似度达到预设值的库存地理图像发送给所述自动识别模块进行灾害识别。

进一步的，所述预设值为50%以上。

进一步的，步骤7中，所述巡逻人员进行标记的方法为：巡逻人员通过操作与所述CPU模块信号控制连接的驱动装置使所述AR眼镜中的系统光标移动至要标记的位置进行标记。

进一步的，所述驱动装置可以为外置的触摸板、手柄、鼠标中的一种。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:

本发明结构简单、实用性强，无需再派遣专业人士到自然灾害多发地进行实地考察，只需让农村当地的巡逻人员佩戴AR眼镜进行巡逻，其看到的农村实景便均能实时上传至乡级终端服务器，乡级终端服务器再对农村实景中的地理图像进行识别，从而自动识别出存在发生自然灾害可能性的地点，之后再将叠加有识别结果的农村实景发送给对应的监管机构内的上级终端服务器供专业人士查看，该专业人士再凭借其专业知识指示该巡逻人员作相应的举措，以便进一步考察，并在考察完之后提供专业的指导意见，从而能够有效预防自然灾害的发生或大大减少自然灾害发生造成的损失。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中所述AR眼镜上的模块连接框图。

图3为本发明的数据信号传输框图。

图4为本发明的应用框图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

参照图1、图2、图3和图4。一种基于智慧农村AI系统的灾害识别系统，包括供巡逻人员佩戴的AR眼镜1、装设于该AR眼镜1上的摄像头2、CPU模块31、无线通信模块32、摄像头接口33、视频接口34，其中，CPU模块31、无线通信模块32、视频接口34、摄像头接口33集成在一控制盒4内并装设于AR眼镜1上；另外，还包括设于当地农村乡政府内的乡级终端服务器5和设于监管机构内的上级终端服务器6，该上级终端服务器6可以为设于泥石流监管机构内的泥石流终端服务器61、设于山体滑坡监管机构内的山体滑坡终端服务器62、设于洪涝监管机构内的洪涝终端服务器63、设于干旱监管机构内的干旱终端服务器64、设于森林火灾监管机构内的森林火灾终端服务器65，按照自然灾害的种类，还可包括其他的终端服务器，自不必赘述。上述泥石流监管机构、山体滑坡监管机构、洪涝监管机构、干旱监管机构、森林火灾监管机构可以为政府部门、公益组织、民间科研机构等。

参照图1、图2、图3和图4。CPU模块31可以通过无线通信模块32与乡级终端服务器5、上级终端服务器6无线信号连接；摄像头2通过摄像头接口33与CPU模块31连接，AR眼镜1通过视频接口34与CPU模块31连接，使得摄像头2拍摄到的视频图像能够显示在AR眼镜1上。乡级终端服务器5、上级终端服务器6均可以为PC端。

具体的，参照图1、图2、图3和图4。AR眼镜1具有镜片11和镜架12，该摄像头2可以采用双目深度摄像头，该双目深度摄像头嵌设在镜架12的中间位置，双目深度摄像头是使用立体视觉的原理（stereo，MVS）来估计深度，其利用视差原理来求取深度的，投射一个图案，然后进行比较，其能起到增强现实的作用。无线通信模块32可以采用WiFi、2G、3G、4G、5G等无线通信模式。乡级终端服务器5、上级终端服务器6中也设有无线通信模块，并能与AR眼镜1上的无线通信模块32达成信号对接。

具体的，参照图1、图2、图3和图4。用于集成CPU模块31、无线通信模块32、视频接口34、摄像头接口33的控制盒4可以装设在镜架12的侧边上或者镜架12的中间位置与摄像头2邻接。当然，为了降低AR眼镜1的整体重量，也可将控制盒4独立于AR眼镜1之外，并由该巡逻人员悬挂在腰上或放置在口袋里等。

另外，参照图1、图2、图3和图4。还包括一对蓝牙耳机7，其可分别通过线绳等连接件71连接在镜架12的左右两侧；该蓝牙耳机与该巡逻人员的手机蓝牙对接，其具有接听电话的功能，使得巡逻人员能通过蓝牙耳机与当地农村乡政府、泥石流监管机构、山体滑坡监管机构、洪涝监管机构、干旱监管机构、森林火灾监管机构等内的专业人士通话，而不需另外再取出手机，释放了巡逻人员的双手，让他能够在关键时刻接到实时的指示，并依该指示行动。蓝牙耳机就是将蓝牙技术应用在免持耳机上，让使用者可以免除电线的牵绊，自在地以各种方式轻松通话的设备，其已是成熟的现有技术，不再赘述。

参照图1、图2、图3和图4。一种基于智慧农村AI系统的灾害识别方法，包括以下步骤：

步骤一

要对农村进行巡逻的巡逻人员戴上AR眼镜1，AR眼镜1上的摄像头2根据巡逻人员的视角实时采集当前的农村实景，并将该农村实景实时传输到AR眼镜1上的CPU模块31。

步骤二

CPU模块31通过视频接口34将该农村实景传输到AR眼镜1上进行实时的投影显示；同时，该CPU模块31还将该农村实景的数据通过AR眼镜1上的无线通信模块32传输到设于当地农村乡政府内的乡级终端服务器5上，并在乡级终端服务器5上实时显示该农村实景。将乡级终端服务器5设于当地乡政府内属于一个较合适的方案，便于当地乡政府对当地农村环境状况的监督，但是并不局限于设于当地乡政府内。

步骤三

乡级终端服务器5对其接收到的农村实景中出现的地理图像进行自动捕捉，并将捕捉到的当前地理图像与灾害数据库中的库存地理图像进行识别对比，直至得出识别结果，将所述识别结果与显示在乡级终端服务器5上的农村实景叠加；同时，还能自动把所述识别结果发送给所述CPU模块31，CPU模块31再将叠加有所述识别结果的农村实景在AR眼镜1上进行实时的投影显示；所述识别结果包括所述农村实景中出现的当前地理图像、灾害数据库中存在的与所述当前地理图像相似度达到预设值的库存地理图像、该相似度达到预设值的库存地理图像的基本文字介绍信息。

具体的，乡级终端服务器5内设有GIS地理信息系统51和自动识别模块52，GIS地理信息系统中具有灾害数据库，该灾害数据库可包含世界范围内发生自然灾害的地理图像，GIS地理信息系统51能够将该当前地理图像与灾害数据库中的库存地理图像进行识别对比，直至得出相似度达到预设值的库存地理图像，之后GIS地理信息系统51再将该当前地理图像与与该当前地理图像相似度达到预设值的库存地理图像发送给自动识别模块52进行灾害识别。该预设值可以设为50%以上。

自动识别模块52可以包括山体滑坡自动识别模块、泥石流自动识别模块、洪涝自动识别模块、干旱自动识别模块、森林火灾自动识别模块等，具体识别过程为：山体滑坡自动识别模块、泥石流自动识别模块、洪涝自动识别模块、干旱自动识别模块、森林火灾自动识别模块依次将当前地理图像与库存地理图像进行匹配，若有匹配值达到预设的50%以上的，便可得出上述识别结果。

步骤四

乡级终端服务器依据所述识别结果中的与所述当前地理图像相似度达到预设值的库存地理图像得出所述当前地理图像所属的类别，再将叠加有所述识别结果的农村实景按类别发送给对应的监管机构内的上级终端服务器。即若该相似度达到预设值的库存地理图像为泥石流，则该当前地理图像所属的类别为泥石流，乡级终端服务器便能将叠加有所述识别结果的农村实景发送给设于泥石流监管机构内的泥石流终端服务器61。

步骤五

该监管机构内的专业人士在上级终端服务器6上对该叠加有所述识别结果的农村实景进行标记以指示该巡逻人员动作，该专业人士标记的数据实时传输给CPU模块31，该CPU模块31再将叠加有所述专业人士标记、识别结果的农村实景在AR眼镜1上进行实时的投影显示；同时，该专业人士标记的数据也能实时传输给乡级终端服务器5。

其中，专业人士进行标记的方法为：专业人士在上级终端服务器6的屏幕上显示的农村实景上相应的位置（如需要巡逻人员靠近查看的位置、提醒巡逻人员不要靠近的位置、需要巡逻人员移动的位置等）做涂抹、画圈等标记。为了进一步更加便捷地使用，还可在AR眼镜1的系统中、乡级终端服务器5中、上级终端服务器6中分别安装相同的软件（如APP等），双方均打开APP便可便捷地进行互动，该APP可利用现有的APP软件，也可找专业的APP开发机构另行设计开发，此处不再赘述。

现有技术中，对于灾害的预防主要是由专业人士实地考察，在考察中发现了存在自然灾害发生的可能地点之后，再进行相应的防灾措施，但是我国农村数量庞大、幅员辽阔，而专业人士数量有限，因此这种灾害预防方式效果很有限。采用本发明的优点在于巡逻人员不需要具备专业知识，其只需要佩戴AR眼镜进行正常巡逻，所看到的农村实景便能够实时传输至乡级终端服务器5上再由该乡级终端服务器进行自动识别，得出识别结果之后，巡逻人员只需要按照专业人士的指示作出相应的动作便可，从而实现灾害预防的目的。相较于专业人士的实地考察，本发明使得专业人士足不出户便能够对全国各地的存在发生自然灾害可能性的地点进行全方位无死角的考察，对于我国的灾害预防水平的提高具有不可估量的作用。

本发明中，设置AR眼镜1、乡级终端服务器5、上级终端服务器6三级的主要原因在于我国农村数量繁多，若不设立乡级终端服务器5，而直接将AR眼镜1采集到的农村实景均直接发送给上级终端服务器6，将无法对不同的自然灾害进行分类，从而可能导致各个上级终端服务器6收到的信息过多无法及时处理，因此乡级终端服务器5是核心所在，是建设智慧农村必不可少的一步，也侧面显示了建设智慧农村的必要性，其能有效地对识别结果进行分类，再有针对性地发送给对应的泥石流终端服务器61、山体滑坡终端服务器62、洪涝终端服务器63、干旱终端服务器64、森林火灾终端服务器65等。

步骤六

步骤5进行的同时，专业人士还能通过所述上级终端服务器与设于所述AR眼镜上的蓝牙耳机与巡逻人员进行实时通话。

步骤七

该巡逻人员若对当前环境的状况存在疑问需要请示，也可对AR眼镜1投影出来的农村实景进行标记，该巡逻人员标记便可实时显示在所述上级终端服务器6和乡级终端服务器5上。

巡逻人员进行标记的方法为：巡逻人员通过操作与CPU模块31信号控制连接的驱动装置8使AR眼镜1中的系统光标移动至要标记的位置进行涂抹、画圈等标记（如标记地质松软的位置、有异味的区域、气温有异常的位置等）。该驱动装置可以为外置的触摸板、手柄、鼠标中的一种。此外，也可设置该驱动装置8为指环或手环，操作更加方便。

中国发明专利公开了一种光标控制方法与基于该方法的AR眼镜与智能指环（申请公布号：CN 106354253 A），该智能指环包括红外发射模块，可以发射出红外信号；蓝牙发射模块，发射蓝牙控制信号；触摸控制模块，通过不同的触摸方式，蓝牙发射模块发射出不同蓝牙控制信号以及控制红外发射模块发射红外信号。若本发明的驱动装置8设为指环，可采用该发明中智能指环的结构进行设计。

本发明无需再派遣专业人士到自然灾害多发地进行实地考察，只需让农村当地的巡逻人员佩戴AR眼镜进行巡逻，其看到的农村实景便均能实时上传至乡级终端服务器，乡级终端服务器再对农村实景中的地理图像进行识别，从而自动识别出存在发生自然灾害可能性的地点，之后再将叠加有识别结果的农村实景发送给对应的监管机构内的上级终端服务器供专业人士查看，该专业人士再凭借其专业知识指示该巡逻人员作相应的举措，以便进一步考察，并在考察完之后提供专业的指导意见，从而能够有效预防自然灾害的发生或大大减少自然灾害发生造成的损失。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (5)

1.一种基于智慧农村AI系统的灾害识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)要对农村进行巡逻的巡逻人员戴上AR眼镜，AR眼镜上的摄像头根据巡逻人员的视角实时采集当前的农村实景，并将该农村实景实时传输到AR眼镜上的CPU模块；

2)所述CPU模块通过视频接口将该农村实景传输到所述AR眼镜上进行实时的投影显示；同时，该CPU模块还将该农村实景的数据通过AR眼镜上的无线通信模块传输到设于当地农村乡政府内的乡级终端服务器上，并在乡级终端服务器上实时显示该农村实景；

3)所述乡级终端服务器对其接收到的农村实景中出现的地理图像进行自动捕捉，并将捕捉到的当前地理图像与灾害数据库中的库存地理图像进行识别对比，直至得出识别结果，将所述识别结果与显示在所述乡级终端服务器上的农村实景叠加；同时，还能自动把所述识别结果发送给所述CPU模块，所述CPU模块再将叠加有所述识别结果的农村实景在所述AR眼镜上进行实时的投影显示；所述识别结果包括所述农村实景中出现的当前地理图像、灾害数据库中存在的与所述当前地理图像相似度达到预设值的库存地理图像；

4)所述乡级终端服务器依据所述识别结果中的与所述当前地理图像相似度达到预设值的库存地理图像得出所述当前地理图像所属的类别，再将叠加有所述识别结果的农村实景按类别发送给对应的监管机构内的上级终端服务器；

5)该监管机构内的专业人士在所述上级终端服务器上对该叠加有所述识别结果的农村实景进行标记以指示该巡逻人员动作，该专业人士标记的数据实时传输给所述CPU模块，所述CPU模块再将叠加有所述专业人士标记、识别结果的农村实景在所述AR眼镜上进行实时的投影显示；同时，该专业人士标记的数据也能实时传输给所述乡级终端服务器；

6)步骤5进行的同时，专业人士还能通过所述上级终端服务器与设于所述AR眼镜上的蓝牙耳机与巡逻人员进行实时通话；

7)该巡逻人员若对当前环境的状况存在疑问需要请示，也可对所述AR眼镜投影出来的农村实景进行标记，该巡逻人员标记便可实时显示在所述上级终端服务器和乡级终端服务器上。

2.如权利要求1所述一种基于智慧农村AI系统的灾害识别方法，其特征在于：步骤3中，所述乡级终端服务器内设有GIS地理信息系统和自动识别模块，所述GIS地理信息系统中具有所述灾害数据库，所述GIS地理信息系统能够将所述当前地理图像与灾害数据库中的库存地理图像进行识别对比，直至得出相似度达到预设值的库存地理图像，之后所述GIS地理信息系统再将所述当前地理图像与与所述当前地理图像相似度达到预设值的库存地理图像发送给所述自动识别模块进行灾害识别。

3.如权利要求2所述一种基于智慧农村AI系统的灾害识别方法，其特征在于：所述预设值为50%以上。

4.如权利要求1所述一种基于智慧农村AI系统的灾害识别方法，其特征在于：步骤7中，所述巡逻人员进行标记的方法为：巡逻人员通过操作与所述CPU模块信号控制连接的驱动装置使所述AR眼镜中的系统光标移动至要标记的位置进行标记。

5.如权利要求4所述一种基于智慧农村AI系统的灾害识别方法，其特征在于：所述驱动装置可以为外置的触摸板、手柄、鼠标中的一种。