[發(fā)明專(zhuān)利]基于物聯(lián)網(wǎng)的城市安全管理監(jiān)控方法、系統(tǒng)和電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111153100.4
• 申請(qǐng)日: 2021-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113837302B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳欣;陳林;陳弘毅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市鎧碩達(dá)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06V10/77
• 分類(lèi)號(hào): G06V10/77;G06V10/764;G06V10/82;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 深圳峰誠(chéng)志合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44525
• 代理人: 李明香

1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的城市安全管理監(jiān)控方法，其特征在于，包括：

訓(xùn)練階段，包括：

將建筑物內(nèi)的所有場(chǎng)所的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)造為一個(gè)三維的輸入張量，其中，所述輸入張量中各個(gè)位置的特征為兩個(gè)場(chǎng)所之間的空間坐標(biāo)之差和火災(zāi)預(yù)警等級(jí)之差，所述建筑物內(nèi)所有場(chǎng)所中的傳感設(shè)備通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)相互連接；

將所述輸入張量輸入作為空間編碼器的第一卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以獲得結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖；

為所述結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖中的每個(gè)位置賦予一個(gè)空間位置坐標(biāo)以獲得空間編碼結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖，其中，設(shè)定所述結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖的初始位置的坐標(biāo)為（0,0,0），所述結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖中相鄰兩個(gè)位置的空間坐標(biāo)之差在相應(yīng)軸方向上為1，其中，所述空間編碼結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖中每個(gè)位置的特征為一個(gè)四維數(shù)組，包括：一個(gè)特征值和3個(gè)空間位置坐標(biāo)值；

將所述空間編碼結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖中每個(gè)位置的特征通過(guò)第一編碼器編碼為一個(gè)特征值以獲得空間強(qiáng)化結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖；

將所述空間強(qiáng)化結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖輸入作為特征提取器的第二卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以獲得輸出特征圖；

將所述輸出特征圖通過(guò)分類(lèi)器以獲得分類(lèi)損失函數(shù)值；以及

基于所述分類(lèi)損失函數(shù)值對(duì)所述第一卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和所述第二卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；以及

推斷階段，包括：

當(dāng)接收到所述建筑物內(nèi)的某個(gè)場(chǎng)所的傳感設(shè)備發(fā)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)時(shí)，獲取待預(yù)警場(chǎng)所的輸入信息，所述輸入信息為由所述待預(yù)警場(chǎng)所的空間坐標(biāo)值和火災(zāi)預(yù)警等級(jí)組成的四維數(shù)據(jù)；

將所述待預(yù)警場(chǎng)所的四維數(shù)據(jù)通過(guò)第二編碼器以獲得預(yù)警向量；

將所述預(yù)警向量映射到所述輸出特征圖的特征空間中以獲得分類(lèi)特征向量；以及

將所述分類(lèi)特征向量輸入分類(lèi)器以獲得預(yù)警等級(jí)結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的城市安全管理監(jiān)控方法，其中，將建筑物內(nèi)的所有場(chǎng)所的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)造為一個(gè)三維的輸入張量，包括：

將所述建筑物內(nèi)的每一場(chǎng)所抽象為一個(gè)節(jié)點(diǎn)；

獲取每個(gè)所述節(jié)點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)和火災(zāi)預(yù)警等級(jí)；

將所述建筑物的所有節(jié)點(diǎn)分別按行和列編碼以獲得矩陣；

在所述矩陣的非對(duì)角線位置填充兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)之差和火災(zāi)預(yù)警等級(jí)之差；以及

在所述矩陣的對(duì)角線位置填充各個(gè)節(jié)點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)和火災(zāi)預(yù)警等級(jí)，以獲得所述輸入張量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的城市安全管理監(jiān)控方法，其中，作為空間編碼器的所述第一卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以如下公式從所述輸入張量中獲得所述結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖；

所述公式為：

其中，為第i層所述第一卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，為第i層所述第一卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，為第i層所述第一卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的卷積核，且為第i層所述第一卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的偏置向量，表示非線性激活函數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的城市安全管理監(jiān)控方法，其中，將所述空間編碼結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖中每個(gè)位置的特征通過(guò)第一編碼器編碼為一個(gè)特征值以獲得空間強(qiáng)化結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖，包括：

使用所述第一編碼器的多個(gè)全連接層分別對(duì)所述空間編碼結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖中每個(gè)位置的特征進(jìn)行全連接編碼以將所述空間編碼結(jié)構(gòu)關(guān)系特征圖中每個(gè)位置的特征編碼為一個(gè)特征值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的城市安全管理監(jiān)控方法，其中，將所述輸出特征圖通過(guò)分類(lèi)器以獲得分類(lèi)損失函數(shù)值，包括：

將所述輸出特征圖通過(guò)所述分類(lèi)器的至少一個(gè)全連接層以通過(guò)所述至少一個(gè)全連接層對(duì)所述輸出特征圖中的每個(gè)位置的特征值進(jìn)行全連接編碼以獲得分類(lèi)特征向量；

將所述分類(lèi)特征向量輸入所述分類(lèi)器的Softmax分類(lèi)函數(shù)以獲得分類(lèi)結(jié)果，所述分類(lèi)結(jié)果用于表示所述建筑物內(nèi)所有場(chǎng)所的預(yù)警等級(jí)；以及

計(jì)算所述建筑物內(nèi)的所有場(chǎng)所的預(yù)警等級(jí)的真實(shí)值和所述分類(lèi)結(jié)果之間的交叉熵?fù)p失函數(shù)值作為所述分類(lèi)損失函數(shù)值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的城市安全管理監(jiān)控方法，其中，基于所述分類(lèi)損失函數(shù)值對(duì)所述第一卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和所述第二卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，包括：

在每一輪迭代中，基于所述分類(lèi)損失函數(shù)值以梯度下降的反向傳播聯(lián)合地更新所述第一卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和所述第二卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。