[發(fā)明專利]一種基于無人機的戶外游泳監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910273237.X
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109996041A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 修宇;孔超;陶皖;李孝輝;李月韋;何國行;王瀟冉;陳藝凡;周芷姍;吳津岑子
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工程大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04L29/08;H04B7/185;G08B21/08;G06K9/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

本發(fā)明公開了一種基于無人機的戶外游泳監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括設置在無人機上的機載系統(tǒng)，所述機載系統(tǒng)包括攝像頭、主控單元、報警模塊、無線傳輸模塊，所述攝像頭將采集的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送至主控單元，所述主控單元通過無線傳輸模塊將視頻數(shù)據(jù)傳遞至云端服務器中，所述主控單元與報警模塊連接，用于發(fā)出報警信號驅(qū)趕游泳者；所述無人機按照預設的線路在水域上空飛行。本發(fā)明的優(yōu)點在于：采用無人機巡航的方式拍攝視頻并上傳至云端服務器，方便遠程監(jiān)控；同時在無人機上的主控板集成游泳識別模型，可以做到自動識別發(fā)出報警驅(qū)趕游泳者。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及安全監(jiān)控領域，特別涉及一種基于無人機的戶外游泳監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

戶外散布的大小湖泊、江河成為野游者的“樂園”，導致了每年戶外溺亡事故頻發(fā)。雖然相關管理部門開展了教育、人工勸阻、設立標志標牌等手段，但野泳現(xiàn)象還是屢禁不止。傳統(tǒng)的一些市區(qū)湖泊還有可能會有人工巡檢的方式來巡邏驅(qū)趕游泳人群，如市區(qū)及郊區(qū)的公園內(nèi)的湖泊等。但是僅僅依靠人工巡邏的方式來進行監(jiān)控，耗時耗力。隨著技術(shù)的反戰(zhàn)，如果可以以機器巡邏代替人工巡邏，及時發(fā)現(xiàn)下水游泳者，發(fā)出報警及反饋信息，則可以降低溺水事件發(fā)生概率，也減輕了工作人員的負擔，降低成本。基于此，本申請?zhí)峁┮环N基于無人機的游泳監(jiān)控方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于無人機的戶外游泳監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法，用于采用無人機巡邏的方式是識別出游泳者，從而及時發(fā)出報警信號。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于無人機的戶外游泳監(jiān)控系統(tǒng)，包括設置在無人機上的機載系統(tǒng)，所述機載系統(tǒng)包括攝像頭、主控單元、報警模塊、無線傳輸模塊，所述攝像頭將采集的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送至主控單元，所述主控單元通過無線傳輸模塊將視頻數(shù)據(jù)傳遞至云端服務器中，所述主控單元與報警模塊連接，用于發(fā)出報警信號驅(qū)趕游泳者；所述無人機按照預設的線路在水域上空飛行。

所述主控單元中預先設置游泳識別模型，通過采集的視頻數(shù)據(jù)識別出水域中的游泳者。

所述報警模塊包括聲卡、音頻功放、喇叭，所述聲卡接收主控單元的輸出控制信號后通過音頻功放驅(qū)動喇叭發(fā)出報警信號。

所述主控單元與GPS模塊連接，用于獲取無人機的實時位置信息并發(fā)送至云端服務器中，所述云端服務器網(wǎng)絡與監(jiān)控人員的移動終端連接。

所述攝像頭設置在無人機的底部以采集無人機下方的視頻數(shù)據(jù)。

一種基于無人機的戶外游泳監(jiān)控方法，包括如下步驟：

步驟1：無人機按照預設的路線進行巡航并實時采集視頻數(shù)據(jù)；

步驟2：通過預先設置的游泳識別模型對拍攝的視頻數(shù)據(jù)進行處理，識別出游泳者；

步驟3：在識別出游泳者后驅(qū)動報警模塊發(fā)出報警信號以驅(qū)趕游泳者。

步驟4：將采集的視頻數(shù)據(jù)、識別到游泳者時的位置數(shù)據(jù)發(fā)送至云端服務器中；

步驟5：云端服務器將視頻數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控人員的移動終端中。

預先設置的游泳識別模型的采用神經(jīng)網(wǎng)絡識別模型，模型經(jīng)訓練后設置在無人機的主控單元中，用于識別出視頻中的游泳者。

神經(jīng)網(wǎng)絡模型的訓練方法包括：

數(shù)據(jù)采集與預處理階段：采用無人機對有游泳者游泳的水域及周邊進行視頻采集生成視頻庫；從視頻庫中提取圖像幀，對圖像幀中存在游泳者的圖像進行人工標注；將所有圖像幀歸一化到統(tǒng)一尺寸，生成數(shù)據(jù)集；

構(gòu)建目標檢測神經(jīng)網(wǎng)絡，將數(shù)據(jù)集分為訓練數(shù)據(jù)集和驗證數(shù)據(jù)集，將訓練數(shù)據(jù)集用于目標檢測神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練，直到網(wǎng)絡性能評估指標map值滿足要求，生成游泳檢測模型，同時采用驗證數(shù)據(jù)集驗證游泳者目標檢測模型的目標檢測性能。