[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

本發明涉及一種基于紅外?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及方法。目前未見對煤場內人員位置及自燃區域同時監控的相關報道。本發明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，視頻圖像采集模塊中，一號紅外熱成像設備和二號紅外熱成像設備均安裝在圓形煤場內的檢修馬道上；數據傳輸模塊中，一號紅外熱成像設備和二號光電轉換器連接，二號紅外熱成像設備和一號光電轉換器連接；一號光電轉換器和二號光電轉換器均與光纖連接，光纖、交換機、數據處理服務器組和監控客戶端依次連接。本發明可實現圓形煤場內人員位置及自燃區域的同時監控預警，提高了圓形封閉煤場運行過程中的安全性和經濟性。

技術領域

本發明涉及煤場安全監控技術領域，具體涉及一種基于紅外-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及方法。

背景技術

隨著環保要求的提高，儲煤場已從露天式逐漸向封閉式發展，圓形封閉式儲煤場是其中典型代表之一，四周為一圈擋墻(高度15-25m)，頂部是鋼結構的頂棚，底面直徑一般在80-120m，煤堆高度15-35m。圓形煤場的安全問題主要表現在兩個方面，一是堆取料機作業過程中對場地內人員帶來的人身傷害風險，尤其是堆取料機無人化智能操作后風險大大增加，二是煤堆自燃引起的火災風險，同時造成巨大經濟損失。

目前，國內絕大多數堆取料機主要依靠司機就地操作，由于視覺盲區，堆取料臂運行過程中對場地人員的人身傷害時有發生；近年來，隨著智能控制技術的興起，許多電廠紛紛提出堆取料機智能化改造的意向，在改造過程中應考慮人員與堆取料臂安全距離的聯鎖控制，否則一旦檢修、巡檢、保潔人員，甚至無關人員進入圓形煤場的作業區域后，勢必存在巨大的人員安全隱患。因此，煤場內人員位置的實時監控至關重要。另一方面，由于儲煤不合理，自燃是煤場普遍存在的問題之一。煤的自燃不僅降低了熱值，增加了灰分，改變了煤質，還會釋放出SO₂、H₂S等有毒有害氣體，腐蝕煤場設備，對煤場工作人員的人身健康構成威脅，同時陰燃的煤還有燒斷皮帶的風險，造成輸煤系統無法上煤的重大安全事故，直接影響了電廠生產過程的安全性和經濟性。

目前未見對煤場內人員位置及自燃區域的同時監控的相關報道，現有技術中有利用可見光視頻圖像對一般場景下移動目標的捕捉，也有利用紅外熱成像技術監測煤堆自燃的應用案例，如申請號為201520797174.5的中國專利。由于封閉煤場環境復雜(光線較暗、時常彌漫粉塵和水汽)，單一圖像傳感器往往不能夠從場景中提取足夠的信息，無法獨立獲得對一幅場景的全面描述，導致人員和自燃監測分辨力度差且難以準確給出精確位置信息，應結合紅外熱圖和可見光圖像自身的特點加以改進。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種設計合理的基于紅外-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及方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：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。

進一步而言，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。由于煤場面積較大，采用至少2套在線式雙光紅外熱成像設備安裝于頂棚上的檢修馬道進行俯視拍攝，用于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。