CN111726573A - 生活舱大数据安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生活舱大数据安全监控系统，所述系统包括：跟随摄像机构，设置在空间站宇航员生活舱内，用于对生活舱的内部场景执行跟随摄像动作，以获得相应的生活场景图像；所述跟随摄像机构由人体检测设备、云台驱动设备、云台结构和实时摄像设备构成；大数据处理节点，通过卫星通信链路与液体检测设备建立网络连接，用于在存在占据灰度校正图像面积超限且距离灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值的液体对象时，发出接近报警信号。本发明的生活舱大数据安全监控系统安全可靠、运行稳定。由于采用地面的大数据处理节点完成空间站内的定制监控机制的关键运算，从而有效维护了宇航员的身体健康。

Description

生活舱大数据安全监控系统

技术领域

本发明涉及大数据监控领域，尤其涉及一种生活舱大数据安全监控系统。

背景技术

未来几年数据泄露事件的增长率也许会达到100％，除非数据在其源头就能够得到安全保障。可以说，在未来，每个财富500强企业都会面临数据攻击，无论他们是否已经做好安全防范。而所有企业，无论规模大小，都需要重新审视今天的安全定义。在财富500强企业中，超过50％将会设置首席信息安全官这一职位。企业需要从新的角度来确保自身以及客户数据，所有数据在创建之初便需要获得安全保障，而并非在数据保存的最后一个环节，仅仅加强后者的安全措施已被证明于事无补。

数据管理成为核心竞争力，直接影响财务表现。当“数据资产是企业核心资产”的概念深入人心之后，企业对于数据管理便有了更清晰的界定，将数据管理作为企业核心竞争力，持续发展，战略性规划与运用数据资产，成为企业数据管理的核心。数据资产管理效率与主营业务收入增长率、销售收入增长率显著正相关；此外，对于具有互联网思维的企业而言，数据资产竞争力所占比重为36.8％，数据资产的管理效果将直接影响企业的财务表现。

由于空间站内的特殊环境，对宇航员的生活和工作提出了特殊的要求，例如，尽量避免产生较大颗粒的液体距离宇航员较近，以避免对宇航员造成人身伤害，然而，这些复杂的监控处理如果放到空间站内部进行处理，将给原本资源有限的空间站造成较大的硬件负担。

发明内容

为了解决现有技术中的相关技术问题，本发明提供了一种生活舱大数据安全监控系统，能够采用与空间站建立网络连接的大数据处理节点执行进行空间站监控的关键数据的运算，克服外空干扰以及减少不必要的空间站资源消耗，从而为空间站内的宇航员的人身安全提供安全保障。

为此，本发明至少需要具备以下两处重要的发明点：

(1)在空间站的生活舱内建立对宇航员存在人身威胁的液体监测机制，以在存在面积较大且距离人体较近的液体对象时，执行相应的报警操作；

(2)为了减轻空间站内有限运算资源的负担，采用基于卫星通信链路与空间站建立网络连接的大数据处理节点执行相应复杂的监控数据运算。

根据本发明的一方面，提供了一种生活舱大数据安全监控系统，所述系统包括：

跟随摄像机构，设置在空间站宇航员生活舱内，用于对所述生活舱的内部场景执行跟随摄像动作，以获得相应的生活场景图像；

所述跟随摄像机构由人体检测设备、云台驱动设备、云台结构和实时摄像设备构成；

所述人体检测设备为红外热成像设备，用于基于人体体温范围在所述红外热成像设备的成像图像中检测人体目标并确定所述人体目标在所述成像图像中的相对位置以获得生活舱的内部场景中人体目标相对于所述人体检测设备的相对位置；

所述云台驱动设备分别与所述人体检测设备和所述云台结构连接，用于基于所述相对位置驱动所述云台结构执行相应角度的转动以使得所述云台结构上方的实时摄像设备所拍摄的生活场景图像中人体目标始终位于所述生活场景图像的中央位置；

信号校正设备，设置在所述云台结构的外壳内，与所述实时摄像设备连接，用于对接收到的生活场景图像执行灰度不均匀校正处理，以获得并输出相应的灰度校正图像；

液体检测设备，与所述信号校正设备连接，用于基于液体成像特征从所述灰度校正图像中鉴别出一个或多个液体对象；

大数据处理节点，通过卫星通信链路与所述液体检测设备建立网络连接，用于在存在占据所述灰度校正图像面积超限且距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值的液体对象时，发出接近报警信号；

其中，用于在存在占据所述灰度校正图像面积超限且距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值的液体对象时，发出接近报警信号包括：当液体对象人体目标在所述灰度校正图像中的成像区域构成的几何形状的形心到人体目标在所述灰度校正图像中的成像区域构成的几何形状的形心之间间距的最少像素点的数量小于等于预设数量阈值时，确认所述液体对象距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值。

本发明的生活舱大数据安全监控系统安全可靠、运行稳定。由于采用地面的大数据处理节点完成空间站内的定制监控机制的关键运算，从而有效维护了宇航员的身体健康。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为本发明的一种生活舱大数据安全监控系统的工作原理图。

图2为根据本发明实施方案一个实施方式示出的生活舱大数据安全监控系统的结构方框图。

图3为根据本发明实施方案另一个实施方式示出的生活舱大数据安全监控系统的结构方框图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的生活舱大数据安全监控系统的实施方案进行详细说明。

当前，对于生活在空间站内的宇航员来说，由于操作不慎或者生活必需操作等原因，一些遗漏的各种液体会在空间站内来回浮动，小颗粒的液体或者距离宇航员较远的液体不构成对宇航员的人身威胁，相反，则会影响宇航员的身体健康，同时，复杂的监控操作如果都放在空间站内进行，会影响空间站的运行效率和速度。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种生活舱大数据安全监控系统，能够有效解决相应的技术问题。

图1给出了本发明的一种生活舱大数据安全监控系统的工作原理图，在图1中，将一些复杂的监控操作从空间站通过卫星通信链路移送到地面进行。

为了对本发明的理解提供帮助，以下采用多个实施方式的形式对本发明进行具体说明。

图2为根据本发明实施方案一个实施方式示出的生活舱大数据安全监控系统的结构方框图，所述系统包括：

跟随摄像机构，设置在空间站宇航员生活舱内，用于对所述生活舱的内部场景执行跟随摄像动作，以获得相应的生活场景图像；

所述跟随摄像机构由人体检测设备、云台驱动设备、云台结构和实时摄像设备构成；

所述人体检测设备为红外热成像设备，用于基于人体体温范围在所述红外热成像设备的成像图像中检测人体目标并确定所述人体目标在所述成像图像中的相对位置以获得生活舱的内部场景中人体目标相对于所述人体检测设备的相对位置；

所述云台驱动设备分别与所述人体检测设备和所述云台结构连接，用于基于所述相对位置驱动所述云台结构执行相应角度的转动以使得所述云台结构上方的实时摄像设备所拍摄的生活场景图像中人体目标始终位于所述生活场景图像的中央位置；

信号校正设备，设置在所述云台结构的外壳内，与所述实时摄像设备连接，用于对接收到的生活场景图像执行灰度不均匀校正处理，以获得并输出相应的灰度校正图像；

液体检测设备，与所述信号校正设备连接，用于基于液体成像特征从所述灰度校正图像中鉴别出一个或多个液体对象；

大数据处理节点，通过卫星通信链路与所述液体检测设备建立网络连接，用于在存在占据所述灰度校正图像面积超限且距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值的液体对象时，发出接近报警信号；

其中，用于在存在占据所述灰度校正图像面积超限且距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值的液体对象时，发出接近报警信号包括：当液体对象人体目标在所述灰度校正图像中的成像区域构成的几何形状的形心到人体目标在所述灰度校正图像中的成像区域构成的几何形状的形心之间间距的最少像素点的数量小于等于预设数量阈值时，确认所述液体对象距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值。

图3为根据本发明实施方案另一个实施方式示出的生活舱大数据安全监控系统的结构方框图，所述系统包括：

密度解析设备，用于基于灰度校正图像中的液体对象的数量和所述灰度校正图像中的液体对象占据的图像区域的面积计算液体对象的分布密度；

跟随摄像机构，设置在空间站宇航员生活舱内，用于对所述生活舱的内部场景执行跟随摄像动作，以获得相应的生活场景图像；

所述跟随摄像机构由人体检测设备、云台驱动设备、云台结构和实时摄像设备构成；

所述人体检测设备为红外热成像设备，用于基于人体体温范围在所述红外热成像设备的成像图像中检测人体目标并确定所述人体目标在所述成像图像中的相对位置以获得生活舱的内部场景中人体目标相对于所述人体检测设备的相对位置；

所述云台驱动设备分别与所述人体检测设备和所述云台结构连接，用于基于所述相对位置驱动所述云台结构执行相应角度的转动以使得所述云台结构上方的实时摄像设备所拍摄的生活场景图像中人体目标始终位于所述生活场景图像的中央位置；

信号校正设备，设置在所述云台结构的外壳内，与所述实时摄像设备连接，用于对接收到的生活场景图像执行灰度不均匀校正处理，以获得并输出相应的灰度校正图像；

液体检测设备，与所述信号校正设备连接，用于基于液体成像特征从所述灰度校正图像中鉴别出一个或多个液体对象；

大数据处理节点，通过卫星通信链路与所述液体检测设备建立网络连接，用于在存在占据所述灰度校正图像面积超限且距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值的液体对象时，发出接近报警信号；

其中，用于在存在占据所述灰度校正图像面积超限且距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值的液体对象时，发出接近报警信号包括：当液体对象人体目标在所述灰度校正图像中的成像区域构成的几何形状的形心到人体目标在所述灰度校正图像中的成像区域构成的几何形状的形心之间间距的最少像素点的数量小于等于预设数量阈值时，确认所述液体对象距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值。

接着，继续对本发明的具体结构进行进一步的说明。

在所述生活舱大数据安全监控系统中：

基于所述灰度校正图像中的液体对象的数量和所述灰度校正图像中的液体对象占据的图像区域的面积计算所述液体对象的分布密度包括：在所述灰度校正图像中的液体对象占据的图像区域的面积相同的情况下，所述灰度校正图像中的液体对象的数量越多，计算获得的所述液体对象的分布密度越密集。

在所述生活舱大数据安全监控系统中：

基于所述灰度校正图像中的液体对象的数量和所述灰度校正图像中的液体对象占据的图像区域的面积计算所述液体对象的分布密度包括：在所述灰度校正图像中的液体对象的数量相同的情况下，所述灰度校正图像中的液体对象占据的图像区域的面积越小，计算获得的所述液体对象的分布密度越密集。

在所述生活舱大数据安全监控系统中，所述系统还包括：

数据输出设备，与所述密度解析设备连接，并通过卫星通信链路与所述大数据处理节点建立网络连接，用于接收并输出所述分布密度和所述接近报警信号。

在所述生活舱大数据安全监控系统中，所述系统还包括：

即时显示设备，与所述数据输出设备连接，用于接收并显示所述分布密度和所述接近报警信号。

在所述生活舱大数据安全监控系统中：

所述数据输出设备通过8位并行数据总线与所述即时显示设备建立并行数据通信链路。

在所述生活舱大数据安全监控系统中：

所述数据输出设备和所述密度解析设备都设置在所述云台结构的外壳内；

其中，所述液体检测设备和所述即时显示设备都嵌入在所述云台结构的外壳上。

在所述生活舱大数据安全监控系统中，所述系统还包括：

湿度传感设备，设置在所述云台结构的外壳内，用于检测所述云台结构内部的实时湿度；

温度传感设备，设置在所述云台结构的外壳内，用于检测所述云台结构内部的实时温度；

其中，所述即时显示设备还分别与所述湿度传感设备和所述温度传感设备，用于接收并显示所述实时湿度和所述实时温度；

其中，所述大数据处理节点还用于在不存在占据所述灰度校正图像面积超限且距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值的液体对象时，发出液体安全信号。

本发明实施方案又一个实施方式是一种生活舱大数据安全监控终端，所述终端包括：存储器和处理器，所述处理器与所述存储器连接；

其中，所述存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器，用于调用所述存储器中的可执行指令，以实现使用如上所述的生活舱大数据安全监控系统以基于大数据处理机制对空间站生活舱内的液体分布状态进行实时在线监控的方法。

另外，所述液体检测设备为一种PAL芯片。可编程阵列逻辑PAL(ProgrammableArray Logic)器件是美国MMI公司率先推出的，它由于输出结构种类很多，设计灵活，因而得到普遍使用。

PAL器件的基本结构是把一个可编程的与阵列的输出乘积项馈送到或阵列，PAL器件所实现的逻辑表达式具有积之和的形式，因而可以描述任意布尔传递函数。

PAL器件从内部结构上来说由五种基本类型构成：(1)基本阵列结构；(2)可编程I/O结构；(3)带反馈的寄存器输出结构；(4)异或结构：(5)算术功能结构。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种生活舱大数据安全监控系统，其特征在于，包括：

跟随摄像机构，设置在空间站宇航员生活舱内，用于对所述生活舱的内部场景执行跟随摄像动作，以获得相应的生活场景图像；

所述跟随摄像机构由人体检测设备、云台驱动设备、云台结构和实时摄像设备构成；

所述人体检测设备为红外热成像设备，用于基于人体体温范围在所述红外热成像设备的成像图像中检测人体目标并确定所述人体目标在所述成像图像中的相对位置以获得生活舱的内部场景中人体目标相对于所述人体检测设备的相对位置；

所述云台驱动设备分别与所述人体检测设备和所述云台结构连接，用于基于所述相对位置驱动所述云台结构执行相应角度的转动以使得所述云台结构上方的实时摄像设备所拍摄的生活场景图像中人体目标始终位于所述生活场景图像的中央位置；

信号校正设备，设置在所述云台结构的外壳内，与所述实时摄像设备连接，用于对接收到的生活场景图像执行灰度不均匀校正处理，以获得并输出相应的灰度校正图像；

液体检测设备，与所述信号校正设备连接，用于基于液体成像特征从所述灰度校正图像中鉴别出一个或多个液体对象；

大数据处理节点，通过卫星通信链路与所述液体检测设备建立网络连接，用于在存在占据所述灰度校正图像面积超限且距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值的液体对象时，发出接近报警信号；

其中，用于在存在占据所述灰度校正图像面积超限且距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值的液体对象时，发出接近报警信号包括：当液体对象人体目标在所述灰度校正图像中的成像区域构成的几何形状的形心到人体目标在所述灰度校正图像中的成像区域构成的几何形状的形心之间间距的最少像素点的数量小于等于预设数量阈值时，确认所述液体对象距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值。

2.如权利要求1所述的生活舱大数据安全监控系统，其特征在于，所述系统还包括：

密度解析设备，用于基于所述灰度校正图像中的液体对象的数量和所述灰度校正图像中的液体对象占据的图像区域的面积计算所述液体对象的分布密度。

3.如权利要求2所述的生活舱大数据安全监控系统，其特征在于：

基于所述灰度校正图像中的液体对象的数量和所述灰度校正图像中的液体对象占据的图像区域的面积计算所述液体对象的分布密度包括：在所述灰度校正图像中的液体对象占据的图像区域的面积相同的情况下，所述灰度校正图像中的液体对象的数量越多，计算获得的所述液体对象的分布密度越密集。

4.如权利要求3所述的生活舱大数据安全监控系统，其特征在于：

基于所述灰度校正图像中的液体对象的数量和所述灰度校正图像中的液体对象占据的图像区域的面积计算所述液体对象的分布密度包括：在所述灰度校正图像中的液体对象的数量相同的情况下，所述灰度校正图像中的液体对象占据的图像区域的面积越小，计算获得的所述液体对象的分布密度越密集。

5.如权利要求4所述的生活舱大数据安全监控系统，其特征在于，所述系统还包括：

数据输出设备，与所述密度解析设备连接，并通过卫星通信链路与所述大数据处理节点建立网络连接，用于接收并输出所述分布密度和所述接近报警信号。

6.如权利要求5所述的生活舱大数据安全监控系统，其特征在于，所述系统还包括：

即时显示设备，与所述数据输出设备连接，用于接收并显示所述分布密度和所述接近报警信号。

7.如权利要求6所述的生活舱大数据安全监控系统，其特征在于：

所述数据输出设备通过8位并行数据总线与所述即时显示设备建立并行数据通信链路。

8.如权利要求7所述的生活舱大数据安全监控系统，其特征在于：

所述数据输出设备和所述密度解析设备都设置在所述云台结构的外壳内；

其中，所述液体检测设备和所述即时显示设备都嵌入在所述云台结构的外壳上。

9.如权利要求8所述的生活舱大数据安全监控系统，其特征在于，所述系统还包括：

湿度传感设备，设置在所述云台结构的外壳内，用于检测所述云台结构内部的实时湿度；

温度传感设备，设置在所述云台结构的外壳内，用于检测所述云台结构内部的实时温度；

其中，所述即时显示设备还分别与所述湿度传感设备和所述温度传感设备，用于接收并显示所述实时湿度和所述实时温度；

其中，所述大数据处理节点还用于在不存在占据所述灰度校正图像面积超限且距离所述灰度校正图像中的人体目标的距离低于预设距离阈值的液体对象时，发出液体安全信号。

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