[發明專利]基于紅外-可見光融合跟蹤的圓形煤場人員安全防護與自燃的監控系統及方法

在審

• 申請號: 201810496704.0
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108566538A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 張琨;王群英;岳益鋒;羅蒙蒙;曲金星;郭凱旋
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/33;H04L29/08;G08B13/19;G08B13/196;G06T7/246;G06T7/33;G06T7/73
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

1.一種基于紅外-可見光融合跟蹤的圓形煤場人員安全防護與自燃的監控系統，包括圓形煤場，所述圓形煤場內布置有檢修馬道，所述檢修馬道位于圓形煤場的上部；其特征在于，還包括視頻圖像采集模塊、數據傳輸模塊、數據處理服務器組和監控客戶端，所述視頻圖像采集模塊包括一號紅外熱成像設備和二號紅外熱成像設備，所述一號紅外熱成像設備和二號紅外熱成像設備均安裝在檢修馬道上；所述數據傳輸模塊包括一號光電轉換器、二號光電轉換器、光纖和交換機，所述一號紅外熱成像設備和二號光電轉換器連接，所述二號紅外熱成像設備和一號光電轉換器連接；所述一號光電轉換器和二號光電轉換器均與光纖連接，所述光纖、交換機、數據處理服務器組和監控客戶端依次連接。

2.根據權利要求1所述的基于紅外-可見光融合跟蹤的圓形煤場人員安全防護與自燃的監控系統，其特征在于，所述一號紅外熱成像設備和二號紅外熱成像設備均為在線式雙光紅外熱成像設備，所述在線式雙光紅外熱成像設備包括紅外熱成像相機、可見光相機和補光燈。

3.根據權利要求1所述的基于紅外-可見光融合跟蹤的圓形煤場人員安全防護與自燃的監控系統，其特征在于，所述一號紅外熱成像設備和二號紅外熱成像設備對稱布置。

4.根據權利要求1所述的基于紅外-可見光融合跟蹤的圓形煤場人員安全防護與自燃的監控系統，其特征在于，所述數據處理服務器組包括圖像融合拼接模塊、圖像識別跟蹤模塊、安全防護模塊、熱源監控模塊和數據管理模塊；所述圖像融合拼接模塊用于將采集到的多幅圓形煤場內部人員及自燃高溫區域目標雙通道圖像實時拼接成一張完整清晰的圓形煤場雙光監控俯視圖，所述圖像識別跟蹤模塊用于在圓形煤場雙光監控俯視圖的基礎上根據相應特征識別出場內人員以及煤堆各個熱源點并進行跟蹤，所述安全防護模塊用于作業危險區域邊界移動目標入侵的自動檢測報警，所述熱源監控模塊用于對煤堆進行全覆蓋熱源監控管理，所述數據管理模塊用于對監控過程中產生的各種視頻圖像及分析數據進行存儲和管理。

5.根據權利要求1所述的基于紅外-可見光融合跟蹤的圓形煤場人員安全防護與自燃的監控系統，其特征在于，所述監控客戶端包括顯示設備，所述顯示設備包括電腦顯示器、觸摸屏、監控拼接大屏或智能手機；所述監控客戶端用于實時呈現包含監控畫面及相關信息的監控系統平臺。

6.一種基于紅外-可見光融合跟蹤的圓形煤場人員安全防護與自燃的監控方法，其特征在于，所述監控方法使用如權利要求1-5中任一項權利要求所述的基于紅外-可見光融合跟蹤的圓形煤場人員安全防護與自燃的監控系統，其步驟如下：由視頻圖像采集模塊獲得多幅圓形煤場內部人員及自燃高溫區域目標的雙通道圖像信息，通過數據傳輸模塊傳輸至數據處理服務器組進行存儲；利用退化圖像增強手段、多模態數據融合及多分辨率數據融合的算法來融合紅外與可見光圖像，通過配準、拼接獲得一張圓形煤場完整溫度場的紅外監控俯視圖；在此基礎上，提取雙光圖和三維溫度圖對應的目標區域，采用深度學習方法檢測出人員和自燃熱源點及其三維位置信息，最終給出報警及相應處理指令；監控客戶端對圓形煤場進行實時監控。

7.根據權利要求6所述的基于紅外-可見光融合跟蹤的圓形煤場人員安全防護與自燃的監控方法，其特征在于，在圖像融合拼接模塊中，依次進行三項工作內容，包括退化圖像增強、雙光數據融合以及雙光數據拼接；具體過程為：首先利用退化圖像增強手段，針對性地對圖像進行去污去塵操作，以去除煤場內的灰塵、煙霧以及水氣對監控畫面的圖像質量產生的影響，接著采用多模態數據融合及多分辨率數據融合的算法來融合紅外與可見光圖像，從這些圖像中提取匹配特征進行配準，將配準之后的圖片進行拼接，拼接中產生的縫隙采用小波變換進行融合獲得一張圓形煤場完整溫度場的紅外監控俯視圖。