[發明專利]基于FPGA的人員閘門視覺識別控制方法及系統

有效

• 申請號: 201210513567.X
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103049737A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 張鵬;何志軍;張磊;徐思敏;馬寧;李波
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/64;G06K9/54
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術領域

本發明屬于核電站人員閘門控制領域，具體涉及一種基于話FPGA技術的人員閘門視覺識別控制方法及系統。

背景技術

人員閘門是核電站人員和小型設備在反應堆運行或熱停堆時通過，而不損壞安全殼密封功能的特殊設備。在事故情況下，作為人員緊急撤離的出口。在冷停堆時，人員閘門解除內門與外門的聯鎖，可同時打開內門和外門，作為人員和小型設備進出安全殼的通道。在安全殼進行密封盒強度試驗時，作為加壓或者減壓艙。

目前國內外核電站的人員閘門控制系統大都采用PLC控制器進行控制，實現人員閘門的開關門動作和聯鎖功能，但未對人員閘門的動作功能區域進行監測和判斷，無法預知動作功能區域內是否有阻擋物體，存在造成設備損壞和人身傷害的可能性。

基于人員閘門控制系統的上述不足，本發明采用一種全新的設計思路進行人員閘門控制系統的研發，通過識別人員閘門動作功能區域中可能出現的物體，預先判斷，決定是否聯鎖人員閘門的動作，避免發生設備或人身傷害。將人員閘門的控制與機器視覺識別整合在同一控制平臺下，提供靈活有效的控制功能，實現了在危險發生前及時采取必要措施，確保人身和設備安全。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于FPGA的人員閘門視覺識別控制方法及系統，通過該方法及系統提高人員閘門控制的可靠性和安全性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于FPGA的人員閘門視覺識別控制方法，包括以下步驟：

（1）獲取人員閘門動作功能區域的黑白背景圖像并預存，提取背景圖像的灰度特征數據，建立背景圖像灰度特征矩陣；

（2）采集人員閘門動作功能區域的實時圖像，并提取所采集到的實時圖像的灰度特征，建立實時圖像灰度特征矩陣；

（3）將所提取的實時圖像的灰度特征與預存的背景圖像灰度特征數據進行對比，計算所提取的實時圖像的灰度特征與背景圖像灰度特征的相似度；

（4）查看所述的相似度是否小于設定值，若是則說明人員閘門動作功能區域存在阻擋物；若否則說明不存在阻擋物，可執行人員閘門開門動作。

進一步，如上所述的一種基于FPGA的人員閘門視覺識別控制方法，當人員閘門動作功能區域存在阻擋物時，該方法還包括以下步驟：

（5）計算阻擋物的高度，查看阻擋物的高度是否大于高度設定值，若是則控制人員閘門不動作，若否則執行人員閘門開門動作。

進一步，如上所述的一種基于FPGA的人員閘門視覺識別控制方法，步驟（1）中，預存N張人員閘門動作區域的黑白背景圖像，并分別提取每張背景圖像的背景圖像特征數據，建立背景圖像灰度特征矩陣；N為大于等于1的整數。

進一步，如上所述的一種基于FPGA的人員閘門視覺識別控制方法，步驟（3）中，將提取到的實時圖像的灰度特征分別與預存的N張背景圖像的背景圖像灰度特征進行比對，計算每一幀實時圖像與背景圖像的相似度，得到N個相似度。

進一步，如上所述的一種基于FPGA的人員閘門視覺識別控制方法，步驟（3）中，將N個相似度進行加權平均，得到實時圖像與背景圖像的最終相似度，將計算實時圖像的灰度特征與背景圖像灰度特征的相似度的計算公式為：

s=1-1n×mΣ0≤i≤n-10≤j≤m-1|xij-yij255|]]>