[發明專利]一種基于計算機視覺的泳池防溺水預警系統

有效

• 申請號: 202011353161.0
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112489371B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 龍利紅;舒清雷;孫恩澤;侯平
• 申請（專利權）人: 上海天健體育科技發展有限公司
• 主分類號: G08B21/08
• 分類號: G08B21/08;H04N7/18;G06V40/20;G06V40/10;G06V10/82;G06N3/04;G06N3/08;G06T7/277
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

本發明公開了一種基于計算機視覺的泳池防溺水預警系統，包括以下步驟：S1、通過高清攝像頭對泳池人員的運動數據進行采集，并將采集到的視頻數據流通過rtsp協議傳輸到共性能主機；S2、進行每幀視頻畫面轉為RGB圖像，利用畫面畸變算法對得到的圖像進行預處理；S3、用預訓練好的Yolov3模型對視頻圖像中泳客進行目標檢測。該基于計算機視覺的泳池防溺水預警系統利用攝像機對泳池進行全覆蓋監控，系統運用基于深度學習的目標檢測技術自動識別泳池中的泳客，不再需要手環等可穿戴設備，利用基于深度學習的人體骨骼姿態識別算法識別出人體的骨骼關鍵點的坐標，來判斷人體姿態，從而排除人體站立在泳池的情況，降低系統誤報率。

技術領域

本發明涉及防溺水預警系統技術領域，具體為一種基于計算機視覺的泳池防溺水預警系統。

背景技術

游泳屬于高危運動項目，每年在泳池都會發生大量的溺水事件，而因溺水死亡的原因大多是沒有及時獲得溺水求救信號。隨著圖像識別技術的進步，監控攝像頭的普及，人們也越來越希望能夠通過監控設備來監測溺水事件，以便提前發出警報信號進而減少人員的傷亡。

現有的一般是由專門的監視人員坐在監控屏幕前進行泳池監視或救生員坐在泳池旁進行肉眼觀察,但是由于人的疏忽，加上泳池的水面反光，監視員很難及時發現泳客溺水情況，當出現溺水情況時，可能已經錯過最佳救援時間。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于計算機視覺的泳池防溺水預警系統，以解決上述背景技術中提出現有的一般是由專門的監視人員坐在監控屏幕前進行泳池監視或救生員坐在泳池旁進行肉眼觀察。但是由于人的疏忽，加上泳池的水面反光，監視員很難及時發現泳客溺水情況，當出現溺水情況時，可能已經錯過最佳救援時間的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于計算機視覺的泳池防溺水預警系統，包括以下步驟：

S1、通過高清攝像頭對泳池人員的運動數據進行采集，并將采集到的視頻數據流通過rtsp協議傳輸到共性能主機；

S2、進行每幀視頻畫面轉為RGB圖像，利用畫面畸變算法對得到的圖像進行預處理；

S3、用預訓練好的Yolov3模型對視頻圖像中泳客進行目標檢測；

S4、運用卡爾曼濾波器作為追蹤器對識別出的人體目標進行追蹤編號；

S5、溺水檢測算法。

優選的，所述S5、溺水檢測算法包括以下步驟：

S501、輸入目標追蹤監測結果到滑動窗口；

S502、在滑動窗口中去除過期(20s內未出現在畫面中)的游泳者；

S503、滑動窗口中連續運動超過30秒的游泳者為需要判斷的游泳者。

優選的，所述步驟S5、溺水檢測算法判斷是否有人溺水，溺水檢測算法判斷結果為有人溺水，輸出結果設置為紅框標記泳者顯示在顯示屏上，并保存此段視頻畫面及相關數據，同時報警裝置紅燈閃爍提醒救生員，輸出報警信息音頻以方便救生員定位。

優選的，所述步驟S5、溺水檢測算法判斷是否有人溺水，溺水檢測算法判斷結果為無人溺水，輸出結果設置為沒有溺水，正常顯示監控畫面，標記畫面中的泳客。

優選的，所述步驟S503、滑動窗口中連續運動超過30秒的游泳者為需要判斷的游泳者能夠判斷是否發生靜態溺水_1，判斷結果為發生靜態溺水_1，輸出結果到是否發生靜態溺水2，判斷結果為發生靜態溺水_2，輸出結果到30秒內追蹤框中心點的面積是否大于s_0，判斷結果為30秒內追蹤框中心點的面積大于s_0，則輸出結果設置為則認定發生溺水。