專利名稱：一種基于視頻的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是一種基于視頻的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
泥石流和山體滑坡是山區(qū)特有的地質(zhì)現(xiàn)象，屬于一種常見的自然災(zāi)害。泥石流和山體滑坡多發(fā)于通信手段落后、交通不便的偏遠山區(qū)，當災(zāi)害發(fā)生時通常會造成道路中斷的情況，外界人員很難及時進入到受災(zāi)現(xiàn)場，給災(zāi)害的及時報警，尤其是災(zāi)情現(xiàn)場勘察帶來了很大困難，影響了決策部門針對真實災(zāi)情情況作出正確決策，給廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全帶來了巨大的損失。目前，已有一些泥石流山體滑坡報警系統(tǒng)。例如，已公開專利CN102496240A(泥石流預(yù)警系統(tǒng))采用在災(zāi)害易發(fā)位置埋設(shè)傳感器的方法來對泥石流山體滑坡進行報警，由于泥石流山體滑坡易發(fā)地段一般交通不便，給傳感器的埋設(shè)和維護帶來很大困難，同時該方法還存在諸如:監(jiān)控范圍小，供電困難，不能反應(yīng)災(zāi)情現(xiàn)場情況等問題。已公開專利CN202275482U (—種泥石流災(zāi)害預(yù)防報警系統(tǒng))采用攝像機監(jiān)控標定牌的方式來監(jiān)控泥石流和山體滑坡，該標定牌固定在被監(jiān)控地表，存在施工困難和容易遭到破壞等問題；攝像機需要監(jiān)控固定的標定牌，存在監(jiān)控范圍小的問題；未使用平臺服務(wù)器對設(shè)備進行統(tǒng)一管理，致使各個設(shè)備互相獨立，給了解災(zāi)情和設(shè)備統(tǒng)一管理帶來了不便。

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，提供一種監(jiān)控范圍大、安全可靠、安裝及使用方便的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)。本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種基于視頻的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)，包括中心管理平臺、若干前端設(shè)備和若干后端設(shè)備，前端設(shè)備與中心管理平臺之間通過高速通信網(wǎng)相連接，后端設(shè)備采用高速通信網(wǎng)或3G網(wǎng)絡(luò)與中心管理平臺相連接。而且，所述的前端設(shè)備包括高清影像采集裝置、廣角影像采集裝置、影像處理裝置、控制裝置、轉(zhuǎn)動裝置和傳輸裝置，所述的高清影像采集裝置和廣角影像采集裝置連接影像處理裝置并分別向其傳輸高清影像和廣角影像，所述的影像處理裝置與控制裝置相連接向其發(fā)送報警信息和影像信息，所述控制裝置與高清影像采集裝置相連接用于控制高清影像采集裝置進行變倍聚焦，該控制裝置與轉(zhuǎn)動裝置連接用于控制安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上的高清影像采集裝置旋轉(zhuǎn)，該控制裝置通過傳輸裝置連接至中心管理平臺將影像信號和報警信號發(fā)送給中心管理平臺并接收中心管理平臺的控制指令。而且，所述中心管理平臺包括兩個傳輸裝置、報警分發(fā)服務(wù)器、中心控制服務(wù)器、影像分發(fā)服務(wù)器和影像存儲服務(wù)器，兩個傳輸裝置分別與前端設(shè)備和后端設(shè)備相連接并同時與報警分發(fā)服務(wù)器、中心控制服務(wù)器、影像分發(fā)服務(wù)器相連接進行指令交互和數(shù)據(jù)傳輸，中心控制服務(wù)器與報警分發(fā)服務(wù)器、影像分發(fā)服務(wù)器相連接，報警分發(fā)服務(wù)器接收所有前端發(fā)出的報警信息，在中心控制服務(wù)器的控制下按照預(yù)定的規(guī)則將報警信息分發(fā)到相應(yīng)的后端設(shè)備，影像分發(fā)服務(wù)器負責(zé)接收前端設(shè)備的影像信號，在中心控制服務(wù)器的控制下，將影像信號發(fā)送給影像存儲服務(wù)器進行存儲并將影像信號發(fā)送給后端設(shè)備。而且，所述的后端設(shè)備包括移動類型的后端設(shè)備和固定類型的后端設(shè)備。而且，所述的移動類型的后端設(shè)備為3G智能手機并通過3G網(wǎng)絡(luò)與中心管理平臺進行通信；所述的固定類型的后端設(shè)備為通用PC機并通過高速通信網(wǎng)與中心管理平臺進行通信。而且，所述的高速通信網(wǎng)為千兆以太網(wǎng)。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:1、本系統(tǒng)將前端設(shè)備安裝在易于監(jiān)視泥石流或山體滑坡發(fā)生的位置，通過高清影像采集裝置、廣角影像采集裝置進行視頻影像并通過影像處理裝置分析泥石流或山體滑坡災(zāi)害是否發(fā)生，監(jiān)控范圍廣，減少了需要設(shè)備的數(shù)量，降低了成本；功能靈活，除了報警之外還能獲取現(xiàn)場的影像資料。避免了安裝傳感器、監(jiān)視標定牌等傳統(tǒng)方式存在的監(jiān)控范圍小，不能了解現(xiàn)場情況，施工困難，易遭到破壞，供電困難等問題。2、本系統(tǒng)采用廣角影像分析與高清影像分析相結(jié)合的處理方式和圖像特征提取的方法，既擴展了單臺設(shè)備的監(jiān)控范圍，又提高了報警準確性，在廣角影像未產(chǎn)生報警時，高清影像采集裝置及轉(zhuǎn)動裝置采取待機休眠的策略，降低了能耗。3、本系統(tǒng)采用平臺服務(wù)器管理的方式可以同時管理大量的前端設(shè)備和后端設(shè)備，使監(jiān)控范圍得到了極大的擴展；便于兼容不同廠商的前端和后端設(shè)備；能夠?qū)崿F(xiàn)多個地區(qū)的泥石流或山體滑坡災(zāi)害的集中監(jiān)控，集中管理，統(tǒng)一部署。4、本系統(tǒng)后端設(shè)備采取移動類型的后端設(shè)備和固定類型的設(shè)備相結(jié)合的方式，避免了單一類型的后端設(shè)備受地域限制和設(shè)備性能限制的弊端，應(yīng)用靈活。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明的前端設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的自動報警模式的報警流程圖；圖4為本發(fā)明的影像分析處理流程圖；圖5為本發(fā)明的中心管理平臺結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明的后端設(shè)備示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。一種基于視頻的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)，如圖1所示，包括若干前端設(shè)備100、中心管理平臺200和若干后端設(shè)備300，前端設(shè)備和后端設(shè)備均連接到中心管理平臺上，前端設(shè)備安裝在易于監(jiān)視泥石流或山體滑坡發(fā)生的位置。在本實施例中，前端設(shè)備100與中心管理平臺200之間使用千兆以太網(wǎng)進行通信，保證大數(shù)據(jù)量高清視頻數(shù)據(jù)的傳輸；后端設(shè)備300根據(jù)設(shè)備類型采用多種通信方式與中心管理平臺200進行通信，例如，移動類型的后端設(shè)備連接使用3G網(wǎng)絡(luò)與中心管理平臺200進行通信，固定類型的后端設(shè)備使用千兆以太網(wǎng)與中心管理平臺200進行通信。下面對系統(tǒng)中的各個部分分別進行說明:如圖2所示，前端設(shè)備100包括高清影像采集裝置102、廣角影像采集裝置101、影像處理裝置103、控制裝置104、轉(zhuǎn)動裝置105、傳輸裝置106。高清影像采集裝置102、廣角影像采集裝置101與影像處理裝置103相連接并分別向其傳輸高清影像和廣角影像；該影像處理裝置103采用圖像智能分析的方法對接收到的高清影像和廣角影像進行分析，判斷是否有山體滑坡或泥石流發(fā)生。影像處理裝置103與控制裝置104相連接并將報警信息和影像信息發(fā)送給控制裝置104，該控制裝置104與高清影像采集裝置102相連接用于控制高清影像采集裝置102進行變倍聚焦；該控制裝置104與轉(zhuǎn)動裝置105連接，當廣角影像發(fā)現(xiàn)泥石流或山體滑坡報警時，控制轉(zhuǎn)動裝置104旋轉(zhuǎn)指定的角度，使高清影像采集裝置102能觀察到泥石流或山體滑坡發(fā)生的具體位置。所述的高清影像采集裝置102安裝在轉(zhuǎn)動裝置105上，轉(zhuǎn)動裝置105帶動高清影像采集裝置102采集指定角度的高清影像。該控制裝置104通過傳輸裝置106連接至中心管理平臺200，將影像信號和報警信號發(fā)送給中心管理平臺200并接收中心管理平臺的控制指令。在前端設(shè)備中，高清影像采集裝置102和轉(zhuǎn)動裝置105在影像處理裝置103未探測到廣角影像發(fā)生泥石流或山體滑坡時，自動進入待機休眠狀態(tài)以降低能耗；當影像處理裝置103探測到廣角影像發(fā)生泥石流或山體滑坡時，將喚醒轉(zhuǎn)動裝置105和高清影像采集裝置102，對災(zāi)情發(fā)生區(qū)域進行高清影像分析。前端設(shè)備100包括監(jiān)控模式和災(zāi)害自動報警模式，在監(jiān)控模式下，前端設(shè)備100作為一個高清網(wǎng)絡(luò)云臺攝像機設(shè)備接受后端控制，后端設(shè)備300可以控制前端高清影像采集裝置進行變倍聚焦，控制轉(zhuǎn)動裝置進行轉(zhuǎn)動，對特定區(qū)域進行詳細觀察；在災(zāi)害自動報警模式下，前端設(shè)備100執(zhí)行預(yù)定的災(zāi)害監(jiān)控報警程序，對設(shè)定區(qū)域進行自動的災(zāi)害監(jiān)控，當災(zāi)害發(fā)生時自動進行報警，無需人為干預(yù)。前端設(shè)備100的災(zāi)害自動報警模式的處理流程，如圖3所示。廣角影像采集裝置101獲取前端設(shè)備前方的廣角影像并將廣角影像發(fā)送給影像處理裝置103。影像處理裝置103對廣角影像進行圖像分析對是否有泥石流山體滑坡發(fā)生進行初步判斷。如果未發(fā)現(xiàn)山體滑坡或泥石流發(fā)生，則持續(xù)對廣角影像進行分析；如果發(fā)現(xiàn)泥石流或山體滑坡發(fā)生，則通過控制裝置104控制轉(zhuǎn)動裝置105轉(zhuǎn)動到山體滑坡或泥石流發(fā)生的位置，同時啟動高清影像裝置102對發(fā)生泥石流或山體滑坡的高清影像進行進一步分析。當高清影像檢測到確實存在泥石流或山體滑坡發(fā)生，則由控制裝置104向中心管理平臺發(fā)送報警信息；當高清影像沒有檢測到泥石流 或山體滑坡發(fā)生，清除原報警信息；關(guān)閉高清影像裝置，繼續(xù)監(jiān)視廣角影像。在對視頻影像進行分析時，通過以下步驟實現(xiàn)泥石流或山體滑坡的檢測:圖像預(yù)處理、運動目標檢測、目標特征提取和統(tǒng)計模式識別處理步驟，如圖4所示。其中，采用直方圖修正的方法對圖像進行預(yù)處理。將灰度區(qū)間[a，b]內(nèi)的像素點映射到[Zl，zk]區(qū)間，通過下面公式:
—~~(z-a)+z,h
b-aa<z<br'= ^ Z1z < a
zkz>b
將原區(qū)間內(nèi)的像素點z映射到新區(qū)間內(nèi)像素點z’，突出的圖像中的某些灰度值物體的細節(jié)，而又不犧牲其他灰度上的細節(jié)。同時可以采用分段灰度變換，使需要的細節(jié)灰度值區(qū)間得到拉伸，不需要的細節(jié)得到壓縮，以增強對比度。建立無限沖擊響應(yīng)模型，acc表示背景，a表示權(quán)重，可以得到圖像的背景為:背景acc=權(quán)重a X獲取的圖像+ (l_a ) Xacc ;a取值越大，背景更新的越快。優(yōu)選的a取值為0.1，獲得的畫面效果較好。圖像的前景圖像即移動物體通過當前圖像減去背景圖像來獲得。獲取到移動物體圖像之后對物體圖像特征進行提取并與泥石流或山體滑坡的圖像特征進行模式匹配，從而檢驗出是否發(fā)生了泥石流或山體滑坡。如圖5所示，中心管理平臺200包括傳輸裝置201和傳輸裝置205、報警分發(fā)服務(wù)器206、中心控制服務(wù)器202、影像分發(fā)服務(wù)器203和影像存儲服務(wù)器204。傳輸裝置201、傳輸裝置205均與報警分發(fā)服務(wù)器206、中心控制服務(wù)器202、影像分發(fā)服務(wù)器203相連接，中心控制服務(wù)器202與報警分發(fā)服務(wù)器206、影像分發(fā)服務(wù)器203相連接，影像分發(fā)服務(wù)器203與影響存儲服務(wù)器相連接。傳輸裝置201負責(zé)與前端設(shè)備100進行控制指令交互，并接收前端設(shè)備100的報警信號和影像信號；傳輸裝置205負責(zé)與后端設(shè)備300進行控制指令交互，并向后端設(shè)備300發(fā)送報警信號和影像信號。報警分發(fā)服務(wù)器206接收所有前端發(fā)出的報警信息，在中心控制服務(wù)器202的控制下按照預(yù)定的規(guī)則將報警信息分發(fā)到相應(yīng)的后端設(shè)備。中心控制服務(wù)器202是中心管理平臺的核心，負責(zé)與前端設(shè)備和后端設(shè)備進行控制指令的交互，并對中心管理平臺的其他功能模塊進行控制。影像分發(fā)服務(wù)器203負責(zé)接收前端設(shè)備的影像信號，在中心控制服務(wù)器的控制下，將影像信號發(fā)送給影像存儲服務(wù)器204進行存儲，并將影像信號發(fā)送給后端設(shè)備。影像存儲服務(wù)器204負責(zé)對影像信號進行存儲，并可根據(jù)需要，將存儲的影像進行回放。如圖6所示，后端設(shè)備300包括兩類設(shè)備，分別是移動類型的后端設(shè)備301和固定類型的后端設(shè)備302。在本實施例中，移動類型的后端設(shè)備301采用3G智能手機，通過手機客戶端軟件，可以與中心管理平臺通信，隨時隨地接收報警信息和小分辨率的視頻信息；固定類型的后端設(shè)備302為通用PC機，由于固定類型的后端設(shè)備302的硬件資源較移動類型的后端設(shè)備301強大，具有觀看完整影像信號的能力，且權(quán)限高于移動類型的后端設(shè)備301。移動類型的后端設(shè)備和固定類型的后端設(shè)備相結(jié)合，既可避免地域的限制，又可避免設(shè)備性能的限制，可根據(jù)不同的應(yīng)用場合使用不同的后端設(shè)備。兩種類型的后端設(shè)備相結(jié)合，應(yīng)用靈活，適用于各種不同應(yīng)用環(huán)境。需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于視頻的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)，其特征在于:包括中心管理平臺、若干前端設(shè)備和若干后端設(shè)備，前端設(shè)備與中心管理平臺之間通過高速通信網(wǎng)相連接，后端設(shè)備采用高速通信網(wǎng)或3G網(wǎng)絡(luò)與中心管理平臺相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于視頻的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)，其特征在于:所述的前端設(shè)備包括高清影像采集裝置、廣角影像采集裝置、影像處理裝置、控制裝置、轉(zhuǎn)動裝置和傳輸裝置，所述的高清影像采集裝置和廣角影像采集裝置連接影像處理裝置并分別向其傳輸高清影像和廣角影像，所述的影像處理裝置與控制裝置相連接向其發(fā)送報警信息和影像信息，所述控制裝置與高清影像采集裝置相連接用于控制高清影像采集裝置進行變倍聚焦，該控制裝置與轉(zhuǎn)動裝置連接用于控制安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上的高清影像采集裝置旋轉(zhuǎn)，該控制裝置通過傳輸裝置連接至中心管理平臺將影像信號和報警信號發(fā)送給中心管理平臺并接收中心管理平臺的控制指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于視頻的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)，其特征在于:所述中心管理平臺包括兩個傳輸裝置、報警分發(fā)服務(wù)器、中心控制服務(wù)器、影像分發(fā)服務(wù)器和影像存儲服務(wù)器，兩個傳輸裝置分別與前端設(shè)備和后端設(shè)備相連接并同時與報警分發(fā)服務(wù)器、中心控制服務(wù)器、影像分發(fā)服務(wù)器相連接進行指令交互和數(shù)據(jù)傳輸，中心控制服務(wù)器與報警分發(fā)服務(wù)器、影像分發(fā)服務(wù)器相連接，報警分發(fā)服務(wù)器接收所有前端發(fā)出的報警信息，在中心控制服務(wù)器的控制下按照預(yù)定的規(guī)則將報警信息分發(fā)到相應(yīng)的后端設(shè)備，影像分發(fā)服務(wù)器負責(zé)接收前端設(shè)備的影像信號，在中心控制服務(wù)器的控制下，將影像信號發(fā)送給影像存儲服務(wù)器進行存儲并將影像信號發(fā)送給后端設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于視頻的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)，其特征在于:所述的后端設(shè)備包括移動類型的后端設(shè)備和固定類型的后端設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于視頻的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)，其特征在于:所述的移動類型的后端設(shè)備為3G智能手機并通過3G網(wǎng)絡(luò)與中心管理平臺進行通信；所述的固定類型的后端設(shè)備為通用PC機并通過高速通信網(wǎng)與中心管理平臺進行通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的一種基于視頻的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)，其特征在于:所述的高速通信網(wǎng)為千兆以太網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于視頻的泥石流或山體滑坡報警系統(tǒng)，其技術(shù)特點是包括中心管理平臺、若干前端設(shè)備和若干后端設(shè)備，前端設(shè)備與中心管理平臺之間通過高速通信網(wǎng)相連接，后端設(shè)備采用高速通信網(wǎng)或3G網(wǎng)絡(luò)與中心管理平臺相連接。本系統(tǒng)將前端設(shè)備安裝在易于監(jiān)視泥石流或山體滑坡發(fā)生的位置，通過高清影像采集裝置、廣角影像采集裝置進行視頻影像采集并通過影像處理裝置分析泥石流或山體滑坡災(zāi)害是否發(fā)生，監(jiān)控范圍廣，減少了需要設(shè)備的數(shù)量，降低了成本；功能靈活，除了報警之外還能獲取現(xiàn)場的影像資料,解決了安裝傳感器、監(jiān)視標定牌等傳統(tǒng)方式存在的監(jiān)控范圍小以及不能了解現(xiàn)場情況、施工困難、易遭到破壞、供電困難等問題。
文檔編號G08B21/10GK103093579SQ20121057527
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者葉晨, 靳江偉 申請人:天津市亞安科技股份有限公司