CN110781860B - 一种海洋石油平台溢油监控智能报警系统及方法 - Google Patents

一种海洋石油平台溢油监控智能报警系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种海洋石油平台溢油监控智能报警系统及方法。包括：多个信息采集装置、溢油识别系统，信息采集装置能够减弱水面光照的镜面反射影响，并实时采集待测水面的图像数据；溢油识别系统对采集的图像数据进行识别区分镜面反射并控制邻近信号采集装置监控该区域，通过信息融合算法对多组数据进行信息融合获得适用于后期溢油判断的数据，以及识别出待测水面的表面或水下是否存在溢油。本发明通过溢油智能识别算法的溢油识别端和镜面反射识别端来分别提取图像中溢油染物和镜面反射的特征并进行准确、高灵敏度智能识别，通过信息融合算法对多组数据处理获得无干扰数据；具有易于模块化，重量轻，体积小，可轻易嵌入石油监控系统内等优点。

Description

一种海洋石油平台溢油监控智能报警系统及方法
技术领域
本发明涉及溢油监控智能报警技术领域，具体而言，尤其涉及一种海洋石油平台溢油监控智能报警系统及方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，石油需求量的不断加大，同时陆地石油基本探明并且存储量随着开采逐步减少，国家乃至全球石油的探测及开采工作重心逐步由陆地转移至蕴含大量但未探明的海洋。近年来，由海上作业和设备等原因造成的海面溢油事件也在不断增加，这加剧了海洋石油溢油污染，进而危害了海洋生物的生存环境，严重威胁着海洋生态环境和渔业资源，对我国经济带来巨大危害。同时溢油监控会受到天气的影响，晴天时白天太阳以及晚上月亮在海面照射形成的镜面反射会严重影响溢油的判断，而目前暂无解决办法，因此急需研发一种能够对监控点周围特别是水面镜面反射区域的高效溢油检测技术。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种海洋石油平台溢油监控智能报警系统及方法。本发明主要利用溢油智能识别算法的溢油识别端和镜面反射识别端来分别提取图像中溢油染物和镜面反射的特征并进行准确、高灵敏度智能识别，以及通过信息融合算法对多组数据处理获得无干扰数据；。
本发明采用的技术手段如下：
一种海洋石油平台溢油监控智能报警系统，包括：
多个信息采集装置，在石油平台四周一定间隔安装一个信号采集装置，每个信号采集装置用于对其周围进行监控，其中任意相邻的两个信号采集装置具有重叠监控区域；
溢油识别系统，用于识别无效光源镜面反射区、调度其他信号采集装置对该镜面发射区进行监控以及识别溢油；用于接收由信号采集装置采集的数据并控制处理单元对其进行处理。
进一步地，所述处理单元包括：
图像预处理模块，当在一个信号采集装置获得的数据中出现无效光源的镜面反射时，通过信号采集装置控制模块控制邻近信号采集装置获得的相对应区域的数据并对两组数据进行数据信息融合去除无效光源的镜面反射，获得该区域没有无效光源的镜面反射的数据用于后期的溢油识别；
溢油识别模块，用于对图像数据进行处理分析，通过溢油识别算法利用溢油特征判断预处理后的数据帧中是否存在溢油，如果存在溢油，进行报警；
镜面反射识别模块，用于对图像数据进行处理分析，通过图像镜面反射识别算法利用无效光源镜面反射特征判断当前数据帧中是否存在镜面发射区域，如果存在，调用信号采集装置控制模块；
信号采集装置控制模块，用于控制信息采集装置对镜面反射区域进行监控，获取对应区域的监控数据。
进一步地，所述溢油识别算法能够对高清相机采集得到的数据进行逐像素点扫描检测，若该像素点的RGB值全部低于所设定的阈值，则认定该像素点存在溢油，当溢油点面积超过设定的阈值，则认定该区域存在溢油。
进一步地，所述图像镜面反射识别算法能够对高清相机采集得到的数据进行逐像素点扫描检测，若该像素点的RGB中RG通道超过设定阈值且B通道低于所设定的阈值，则认定该像素点存在镜面反射点，实现图像中镜面发射区域的识别，当数据中连续镜面反射区超过设定阈值，则确认该区域为镜面反射区域。
进一步地，所述溢油识别系统还能够采用图像信息融合算法对多组不同信号采集装置获取的相同区域数据进行信息融合，排除无效光源的镜面反射干扰因素，获得用于判断是否存在溢油的数据。
进一步地，所述图像信息融合算法能够在一台信号采集装置获取的数据中心区域判断存在镜面反射时，调用另一台高清相机对该区域获取数据，对获取的两组数据进行重采样，获得同分辨率图像，对一组数据中出现镜面反射区域使用另一组数据不存在镜面发射的相同区域进行替换，获得一组无镜面发射的数据。
进一步地，所述信息采集装置包括高清相机和智能云台，高清相机的镜头加装偏振镜片，偏振镜片用于消除减弱部分的水面镜面反射影响。
本发明还提供了一种海洋石油平台溢油监控智能报警方法，包括：
S1、通过高清相机实时采集识别区图像数据；
S2、确定采集的识别区图像数据的识别区类型后进行图像处理并识别出待测水面的表面和或水下是否存在油污。
进一步地，所述步骤S2包括：
S21、实时读取所采集的图像数据；
S22、对所述图像数据进行帧提取处理；
S23、对经帧提取处理后的各图像数据进行图像预处理；
S24、利用无效光源镜面反射特征判断当前数据帧中是否存在镜面发射区域，如果存在调用信号采集装置控制模块；
S25、通过溢油识别算法利用溢油特征判断预处理后的数据帧中是否存在溢油，如果存在溢油，进行报警。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明通过溢油智能识别算法的溢油识别端和镜面反射识别端来分别提取图像中溢油染物和镜面反射的特征并进行准确、高灵敏度智能识别，以及通过信息融合算法对多组数据处理获得无干扰数据。
2、本发明溢油智能识别端能够对所采集的图像数据进行识别区分镜面反射并控制邻近信号采集装置对该区域监控，通过信息融合算法对多组数据进行信息融合获得适用于后期溢油判断的数据，以及识别出待测水面的表面或水下是否存在溢油。
3、本发明提供的海洋石油平台溢油监控智能报警系统，消除了无效光源产生的镜面反射等干扰因素对溢油判断的影响，保证智能溢油监控的准确性和高效性，为溢油监控提供准确的依据。
4、本发明提供的海洋石油平台溢油监控智能报警系统，其具有易于模块化，重量轻，体积小，可轻易嵌入石油监控系统内等优点。
基于上述理由本发明可在溢油监控智能报警等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的海洋石油平台溢油监控智能报警系统的结构示意图。
图2是本发明的海洋石油平台溢油监控智能报警系统的算法意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例
如图1所示，本发明提供了一种海洋石油平台溢油监控智能报警系统，以实现固定监控点周围海域的水面上及水面下的溢油监控，包括：
多个信息采集装置，在石油平台四周一定间隔安装一个信号采集装置，每个信号采集装置用于对其周围进行监控，其中任意相邻的两个信号采集装置具有重叠监控区域；信息采集装置包括高清相机和智能云台，高清相机的镜头加装偏振镜片，偏振镜片用于消除减弱部分的水面镜面反射影响。两台信号采集装置交叉监视识别区，当某一数据采集装置采集数据时，出现无效光源的镜面反射时，溢油控制平台能够识别光斑并调用与该镜面反射相近的另一台信号采集装置对该区域进行监控；
溢油识别系统，用于识别无效光源镜面反射区、调度其他信号采集装置对该镜面发射区进行监控以及识别溢油；用于接收由信号采集装置采集的数据并控制处理单元对其进行处理；
进一步的，作为本发明的优选方案
所述处理单元包括：
图像预处理模块，当在一个信号采集装置获得的数据中出现无效光源的镜面反射时，通过信号采集装置控制模块控制邻近信号采集装置获得的相对应区域的数据并对两组数据进行数据信息融合去除无效光源的镜面反射，获得该区域没有无效光源的镜面反射的数据用于后期的溢油识别；
溢油识别模块，用于对图像数据进行处理分析，通过溢油识别算法利用溢油特征判断预处理后的数据帧中是否存在溢油，如果存在溢油，进行报警；
进一步的，作为本发明的优选方案
所述溢油识别算法能够对高清相机采集得到的数据进行逐像素点扫描检测，若该像素点的RGB值全部低于所设定的阈值，则认定该像素点存在溢油，当溢油点面积超过设定的阈值，则认定该区域存在溢油。
镜面反射识别模块，用于对图像数据进行处理分析，通过图像镜面反射识别算法利用无效光源镜面反射特征判断当前数据帧中是否存在镜面发射区域，如果存在，调用信号采集装置控制模块；
进一步的，作为本发明的优选方案
所述图像镜面反射识别算法能够对高清相机采集得到的数据进行逐像素点扫描检测，若该像素点的RGB中RG通道超过设定阈值且B通道低于所设定的阈值，则认定该像素点存在镜面反射点，实现图像中镜面发射区域的识别，当数据中连续镜面反射区超过设定阈值，则确认该区域为镜面反射区域。
信号采集装置控制模块，用于控制信息采集装置对镜面反射区域进行监控，获取对应区域的监控数据。
进一步的，作为本发明的优选方案
溢油识别系统，还能够采用图像信息融合算法对多组不同信号采集装置获取的相同区域数据进行信息融合，排除无效光源的镜面反射干扰因素，获得用于判断是否存在溢油的数据。
所述图像信息融合算法能够在一台信号采集装置获取的数据中心区域判断存在镜面反射时，调用另一台高清相机对该区域获取数据，对获取的两组数据进行重采样，获得同分辨率图像，对一组数据中出现镜面反射区域使用另一组数据不存在镜面发射的相同区域进行替换，获得一组无镜面发射的数据。
如图2所示，本发明提供了一种海洋石油平台溢油监控智能报警方法，包括：
S1、通过高清相机实时采集识别区图像数据；
S2、确定采集的识别区图像数据的识别区类型后进行图像处理并识别出待测水面的表面和或水下是否存在油污。
进一步的，作为本发明的优选方案
所述步骤S2包括：
S21、实时读取所采集的图像数据；
S22、对所述图像数据进行帧提取处理；
S23、对经帧提取处理后的各图像数据进行图像预处理；
S24、利用无效光源镜面反射特征判断当前数据帧中是否存在镜面发射区域，如果存在调用信号采集装置控制模块；
S25、通过溢油识别算法利用溢油特征判断预处理后的数据帧中是否存在溢油，如果存在溢油，进行报警。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种海洋石油平台溢油监控智能报警系统，其特征在于，包括：
多个信息采集装置，在石油平台四周一定间隔安装一个信息采集装置，每个信息采集装置用于对其周围进行监控，其中任意相邻的两个信息采集装置具有重叠监控区域；
所述信息采集装置包括高清相机和智能云台，高清相机的镜头加装偏振镜片，偏振镜片用于消除减弱部分的水面镜面反射影响；
两台信息采集装置交叉监视识别区，当某一信息采集装置采集数据时，出现无效光源的镜面反射，溢油控制平台能够识别光斑并调用与该镜面反射相近的另一台信息采集装置对该区域进行监控；
溢油识别系统，用于识别无效光源镜面反射区、调度其他信息采集装置对该镜面反射区进行监控以及识别溢油；用于接收由信息采集装置采集的数据并控制处理单元对其进行处理；所述处理单元包括：
图像预处理模块，当在一个信息采集装置获得的数据中出现无效光源的镜面反射时，通过信息采集装置控制模块控制邻近信息采集装置获得的相对应区域的数据并对两组数据进行数据信息融合去除无效光源的镜面反射，获得该区域没有无效光源的镜面反射的数据用于后期的溢油识别；
溢油识别模块，用于对图像数据进行处理分析，通过溢油识别算法利用溢油特征判断预处理后的数据帧中是否存在溢油，如果存在溢油，进行报警；
镜面反射识别模块，用于对图像数据进行处理分析，通过图像镜面反射识别算法利用无效光源镜面反射特征判断当前数据帧中是否存在镜面反射区域，如果存在，调用信息采集装置控制模块；
信息采集装置控制模块，用于控制信息采集装置对镜面反射区域进行监控，获取对应区域的监控数据；
所述溢油识别算法能够对高清相机采集得到的数据进行逐像素点扫描检测，若该像素点的RGB值全部低于所设定的阈值，则认定该像素点存在溢油，当溢油点面积超过设定的阈值，则认定该区域存在溢油；
所述图像镜面反射识别算法能够对高清相机采集得到的数据进行逐像素点扫描检测，若该像素点的RGB中RG通道超过设定阈值且B通道低于所设定的阈值，则认定该像素点存在镜面反射点，实现图像中镜面反射区域的识别，当数据中连续镜面反射区超过设定阈值，则确认该区域为镜面反射区域。
2.根据权利要求1所述的海洋石油平台溢油监控智能报警系统，其特征在于，所述图像信息融合算法能够在一台信息采集装置获取的数据中心区域判断存在镜面反射时，调用另一台高清相机对该区域获取数据，对获取的两组数据进行重采样，获得同分辨率图像，对一组数据中出现镜面反射区域使用另一组数据不存在镜面反射的相同区域进行替换，获得一组无镜面反射的数据。
3.一种基于权利要求1-2中任意一项权利要求所述海洋石油平台溢油监控智能报警系统实现的报警方法，其特征在于，包括：
S1、通过高清相机实时采集识别区图像数据；
S2、确定采集的识别区图像数据的识别区类型后进行图像处理并识别出待测水面的表面和/或水下是否存在油污；
所述步骤S2包括：
S21、实时读取所采集的图像数据；
S22、对所述图像数据进行帧提取处理；
S23、对经帧提取处理后的各图像数据进行图像预处理；
S24、利用无效光源镜面反射特征判断当前数据帧中是否存在镜面反射区域，如果存在调用信息采集装置控制模块；
S25、通过溢油识别算法利用溢油特征判断预处理后的数据帧中是否存在溢油，如果存在溢油，进行报警。
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