[發明專利]一種消防單兵裝備與人員快速匹配系統

有效

• 申請號: 201810515974.1
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108898056B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王方順;周詳;林佳;謝留威;俞振東;劉超;楊波;張崟;游鳳芹;李君超
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06Q50/26;G10L17/06;H04L29/08
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 黃振華

1.一種消防單兵裝備與人員快速匹配系統，其特征在于，包括信息采集模塊、信息識別模塊、數據匹配模塊、設備喚醒模塊、裝備自檢模塊、通訊模塊和本地數據庫；

所述信息采集模塊通過攝像頭采集人面部信息，通過指紋采集傳感器采集指紋信息，通過拾音器提取語音指令信息，并將采集的信息發送至信息識別模塊；

所述信息識別模塊用于對采集的信息進行預處理，并發送給數據匹配模塊；

所述本地數據庫中保存有使用者預先錄入的用戶信息，用戶信息包括圖像、指紋和語音信息；

所述數據匹配模塊將預處理后的信息與本地數據庫中用戶信息進行匹配，確認使用者能否登入系統；

所述設備喚醒模塊用于在使用者登入系統后向外圍消防單兵裝備發送結束休眠指令，并建立數據連接；

所述裝備自檢模塊用于與外圍消防單兵進行握手通訊，監測各個外圍消防單兵裝備的狀態信息，并把各個外圍消防單兵裝備狀態信息和匹配人員信息播報給使用者，并通過通訊模塊上報給后臺指揮系統；

所述通訊模塊用于與后臺指揮系統建立數據連接；

所述信息識別模塊用于對采集的信息進行預處理，其中對采集人面部信息進行預處理，具體包括如下步驟：

步驟1，利用如下公式，將攝像頭采集的寬S_w，高S_h的原圖片縮小為8×8的64像素正方形圖片：

其中D_w＝8，D_h＝8；

S_x、S_y分別表示原圖中像素點的位置橫坐標和縱坐標，圖片左上角坐標為(0,0)，右下角坐標為(S_w，S_h)；

D_x、D_y分別表示縮小后圖中像素點的位置坐標，縮小后圖片左上角坐標為(0,0)，右下角坐標為(D_w，D_h)；

步驟2，利用公式Gray(i,j)＝0.299×R(i,j)+0.587×G(i,j)+0.144×B(i,j)將64像素正方形圖片灰度化處理，其中，Gray(i，j)為圖片中像素點坐標為(i，j)的灰度值；

R(i，j)為圖片中像素點坐標為(i，j)的RGB中的紅色值；

G(i，j)為圖片中像素點坐標為(i，j)的RGB中的綠色值；

B(i，j)為圖片中像素點坐標為(i，j)的RGB中的藍色值；

步驟3，計算64個像素的平均值P_avg；

步驟4，比較每個像素值P_i和平均值P_avg，如P_i≥P_avg，當前位記為1，否則記為0，從而生成64位Long型Hash值，生成的64位Hash值記為A₁；

所述信息識別模塊用于對采集的信息進行預處理，其中對拾音器提取的語音指令信息進行預處理，具體包括：

利用如下傅里葉變換公式處理聲波形狀：

其中，f(t)為聲波函數，F(w)為f(t)的像函數，向上表示1，向下表示0，從而生成64位Long型Hash值，生成的64位Hash值記為A₂；

所述數據匹配模塊將預處理后的信息與本地數據庫中用戶信息進行匹配，確認使用者能否登入系統，具體包括：

數據匹配模塊根據Hash值A，計算出海明距離HammingDistance(A，B_i)：

HammingDistance(A，B_i)＝Count(A xor B_i)，

其中xor代表異或運算，B_i為本地數據庫中使用者預先錄入的用戶信息Hash值，如果海明距離HammingDistance(A，B_i)小于5，允許使用者進入本系統；

所述信息采集模塊通過雙攝像頭采集人面部信息；

所述裝備自檢模塊用于與外圍消防單兵進行握手通訊，監測各個外圍消防單兵裝備的電量、信號強度、連接狀態信息；

所述裝備自檢模塊利用骨傳導耳機把各個外圍消防單兵裝備狀態信息和匹配人員信息播報給使用者，并通過通訊模塊上報給后臺指揮系統；

實施系統包括以下步驟：

步驟1，使用者佩戴上外圍消防單兵裝備，啟動消防單兵裝備與人員快速匹配系統；

步驟2，使用者根據環境因素，選擇不同的外圍消防單兵裝備和人員匹配模式，匹配模式包括圖像識別模式、指紋識別模式、語音識別模式；

如果選擇了圖像識別模式，信息采集模塊通過攝像頭進行使用者面部深度和方向信息的采集，獲得圖像信息；如果選擇了指紋識別模式，信息采集模塊通過指紋采集傳感器采集使用者的指紋信息；如果選擇了語音識別模式，信息采集模塊通過拾音器獲取使用者說出的語音指令；

步驟3，信息識別模塊對采集的圖像信息、指紋信息和語音指令進行預處理；

步驟4，數據匹配模塊根據所識別的圖像、指紋、語音指令信息與后臺數據庫進行匹配，生成匹配結果；

步驟5，啟動設備喚醒模塊，與外圍消防單兵裝備建立連接；

步驟6，啟動裝備自檢模塊，獲取已連接外圍消防單兵裝備的狀態信息；

步驟7，裝備自檢模塊通過通訊模塊將匹配人員信息和外圍消防單兵裝備狀態信息上報至后臺指揮系統，并播報給使用者，完成消防單兵裝備與人員的匹配；

所述外圍消防單兵裝備具有無線通訊模塊，具有無線數據傳輸功能。