專利名稱：一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和
直O(jiān)
背景技術(shù)：
目前，全社會提倡無煙公共場所、無煙辦公室；一些公共場所和辦公室經(jīng)常采用標(biāo)語式的“禁止吸煙”進(jìn)行提醒，或者采用基于煙霧檢測的“禁止吸煙”語音提醒器，通過對周圍環(huán)境的煙霧情況進(jìn)行檢測而進(jìn)行語音提醒。基于煙霧檢測的“禁止吸煙”檢測裝置至少存在如下缺陷其微小顆粒探測能力差；長時間的使用會使探測器的敏感度降低，從而不能準(zhǔn)確探測出是否有人吸煙；只有在探測器可探測到的范圍內(nèi)且煙霧濃度高時才能準(zhǔn)確檢測；煙霧探測器只能檢測出有人吸煙，但是不能拍照取證。因此，如何提供一種吸煙檢測裝置，能夠提高吸煙檢測的準(zhǔn)確度，并對吸煙情況進(jìn)行現(xiàn)場取證，更加有效地起到“禁止吸煙”的效果，已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員仍需繼續(xù)解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置，依據(jù)紅外熱圖像中溫度數(shù)據(jù)獲取吸煙目標(biāo)場，并根據(jù)目標(biāo)場的溫度持續(xù)時間確定吸煙信息，從而大幅度提高了吸煙識別的準(zhǔn)確性，并對吸煙情況進(jìn)行現(xiàn)場取證，從而更加有效地起到“禁止吸煙”的效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置，包括帶云臺的紅外熱像儀，用于采集預(yù)定區(qū)域的紅外熱圖像；所述紅外熱像儀內(nèi)置有可見光CXD ；控制裝置，與所述紅外熱像儀、可見光CXD連接，用于對紅外熱像儀采集的紅外熱圖像的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果判斷是否存在吸煙信息；當(dāng)判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應(yīng)位置進(jìn)行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；在預(yù)設(shè)的時間間隔內(nèi)，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執(zhí)行相應(yīng)的動作以使得紅外熱像儀轉(zhuǎn)換至設(shè)定的區(qū)域進(jìn)行吸煙檢測。所述紅外熱像儀和可見光CXD并行工作。一種控制裝置，應(yīng)用在基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置中，包括分析模塊，對紅外熱像儀采集的紅外熱圖像的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果判斷是否存在吸煙信息；控制模塊，當(dāng)判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應(yīng)位置進(jìn)行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；在預(yù)設(shè)的時間間隔內(nèi)，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執(zhí)行相應(yīng)的動作以使得紅外熱像儀轉(zhuǎn)換至設(shè)定的區(qū)域進(jìn)行吸煙檢測。所述分析模塊包括目標(biāo)場獲取子模塊，根據(jù)所述紅外熱圖像中溫度數(shù)據(jù)，將紅外熱圖像分割成若干區(qū)域，并將溫度超過所述吸煙溫度閾值的區(qū)域確定為目標(biāo)場，其中，所述吸煙溫度閾值不低于200攝氏度；時間匹配子模塊，對目標(biāo)場的溫度持續(xù)時間進(jìn)行匹配；判斷子模塊，與時間匹配子模塊連接，當(dāng)目標(biāo)場的溫度持續(xù)時間與設(shè)定的吸煙持續(xù)時間相匹配，判斷存在吸煙信息；否則判斷不存在吸煙信息。所述控制模塊包括第一控制子模塊，當(dāng)判斷存在吸煙信息時，向可見光CCD發(fā)出第一控制信號，以控制可見光CCD對所述吸煙信息對應(yīng)位置進(jìn)行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻。第二控制子模塊，在預(yù)設(shè)的時間間隔內(nèi)，若未檢測到吸煙信息，向所述紅外熱像儀發(fā)出第二控制信號，云臺執(zhí)行相應(yīng)的動作以使得紅外熱像儀轉(zhuǎn)換至設(shè)定的區(qū)域進(jìn)行吸煙檢測。所述分析模塊還包括位置跟蹤子模塊，與目標(biāo)場獲取子模塊連接，用于對目標(biāo)場的位置進(jìn)行跟蹤；所述控制模塊還包括第三控制模塊，當(dāng)目標(biāo)場的位置發(fā)生移動時，向所述紅外熱像儀發(fā)出第三PTZ控制信號，控制云臺執(zhí)行相應(yīng)動作以使得紅外熱像儀對目標(biāo)場進(jìn)行定位禾口足艮S宗。所述控制裝置還包括數(shù)據(jù)庫管理模塊，包括用于吸煙圖片和/或視頻的存儲、刪除和修改的存儲子模塊、刪除子模塊、修改子模塊；系統(tǒng)服務(wù)模塊，包括查詢及報表子模塊、系統(tǒng)管理及維護(hù)子模塊以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)接口子模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果1.與煙霧探測器相比，本發(fā)明中吸煙檢測系統(tǒng)和裝置包括內(nèi)置有可見光CXD的紅外熱像儀，通過紅外熱像儀獲取紅外熱圖像，并以數(shù)值、曲線、棒圖、模擬圖等形式顯示紅外熱圖像中溫度測量值和變化趨勢，以獲取吸煙目標(biāo)場，并根據(jù)目標(biāo)場的溫度持續(xù)時間確定吸煙信息，從而大幅度提高了吸煙識別的準(zhǔn)確性；并通過可見光CCD對吸煙情況進(jìn)行現(xiàn)場取證，從而更加有效地起到“禁止吸煙”的效果。2.本發(fā)明使用的紅外熱像儀帶有云臺，實(shí)現(xiàn)對巡航過程中采集紅外圖像數(shù)目的確定、巡航間隔的設(shè)置、每個拍攝點(diǎn)機(jī)械角的設(shè)定(包括水平角和垂直角)以及熱像儀焦距的設(shè)定等，這樣不僅能更準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測，而且擴(kuò)大了吸煙檢測的區(qū)域。


下面根據(jù)實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明提出的一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中控制裝置的功能模塊圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，為本發(fā)明提出的一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參考附圖，本發(fā)明提出的一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置，包括帶云臺的紅外熱像儀，用于采集預(yù)定區(qū)域的紅外熱圖像；所述紅外熱像儀內(nèi)置有可見光CCD (Charge-Coupled Device,電荷耦合元件)。控制裝置，與所述紅外熱像儀、可見光C⑶通過總線連接，用于對紅外熱像儀采集的紅外熱圖像的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果判斷是否存在吸煙信息；當(dāng)判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應(yīng)位置進(jìn)行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；在預(yù)設(shè)的時間間隔內(nèi)，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執(zhí)行相應(yīng)的動作以使得紅外熱像儀轉(zhuǎn)換至設(shè)定的區(qū)域進(jìn)行吸煙檢測。上述基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置的工作原理及過程如下利用設(shè)立在公共場合的帶云臺的紅外熱像儀對某一區(qū)域進(jìn)行吸煙檢測，采集該區(qū)域的紅外熱圖像，并將采集到的紅外熱圖像傳輸至控制裝置。控制裝置接收到紅外熱像儀傳輸?shù)募t外熱圖像，對紅外熱圖像的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的吸煙溫度閾值，確定超過吸煙溫度閾值的相應(yīng)子區(qū)域?yàn)槲鼰熌繕?biāo)場，即紅外熱圖像上該目標(biāo)場對應(yīng)的真實(shí)區(qū)域存在潛在的吸煙者；然后根據(jù)吸煙持續(xù)時間參數(shù)， 對上述目標(biāo)場的溫度持續(xù)時間進(jìn)行匹配，若匹配成功，則確定該目標(biāo)場有人吸煙。此時，控制裝置控制可見光CCD對目標(biāo)場內(nèi)的吸煙情形進(jìn)行抓拍，形成吸煙視頻和/或圖像，并傳輸至控制裝置中作為確定吸煙者的證據(jù)；在預(yù)設(shè)的時間間隔內(nèi)，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執(zhí)行相應(yīng)的動作以使得紅外熱像儀轉(zhuǎn)換至設(shè)定的區(qū)域進(jìn)行吸煙檢測。在對目標(biāo)場進(jìn)行監(jiān)測時，若吸煙者的位置發(fā)生移動，則利用PTZ(Pan/TiltAoom， 代表云臺全方位移動及鏡頭變倍、變焦控制)技術(shù)，通過預(yù)置位自動觸發(fā)鎖定這個運(yùn)動目標(biāo)，進(jìn)而觸發(fā)可見光CCD進(jìn)行自動地PTZ跟蹤，并自動控制云臺進(jìn)行全方位旋轉(zhuǎn)，針對被鎖定的運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行視覺導(dǎo)向的自動跟蹤，以確保跟蹤目標(biāo)持續(xù)出現(xiàn)在鏡頭中央。需要說明的是，本發(fā)明吸煙檢測系統(tǒng)和裝置中紅外熱像儀和可見光CXD是并行工作的，可見光CXD實(shí)時地拍攝現(xiàn)場狀況?；谏鲜龌诩t外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置，下面對該吸煙檢測系統(tǒng)和裝置中控制裝置的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。圖2為本發(fā)明中一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置的控制裝置的功能模塊示意圖。參照附圖，本發(fā)明提出的一種控制裝置，應(yīng)用在基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置中，該控制裝置包括分析模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、系統(tǒng)服務(wù)模塊。1、分析模塊，對紅外熱像儀采集的紅外熱圖像的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果判斷是否存在吸煙信息。該分析模塊包括目標(biāo)場獲取子模塊、時間匹配子模塊和判斷子模塊，其中，目標(biāo)場獲取子模塊能夠根據(jù)所述紅外熱圖像中溫度數(shù)據(jù)，結(jié)合吸煙溫度閾值，將超過該吸煙溫度閾值的區(qū)域確定為吸煙目標(biāo)場，則該區(qū)域存在潛在的吸煙情形；時間匹配子模塊，對目標(biāo)場的溫度持續(xù)時間進(jìn)行匹配；判斷子模塊，與時間匹配子模塊連接，當(dāng)目標(biāo)場的溫度持續(xù)時間與設(shè)定的吸煙持續(xù)時間相匹配，判斷存在吸煙信息；否則不存在吸煙信息。其中，上述目標(biāo)場獲取子模塊，具體用于根據(jù)所述紅外熱圖像的溫度數(shù)據(jù)，利用
5圖像分割技術(shù)將紅外熱圖像分割成若干區(qū)域，并將溫度超過吸煙溫度閾值的一個或多個區(qū)域確定為目標(biāo)場。在具體應(yīng)用過程中，吸煙溫度閾值可設(shè)定不低于200攝氏度。需要說明的是，上述時間匹配子模塊中，預(yù)先設(shè)定吸煙持續(xù)時間，在目標(biāo)場的溫度持續(xù)時間不小于吸煙持續(xù)時間的情況下才被判斷存在吸煙信息，通過時間維度的設(shè)定將短暫的燃燒信息與正常吸煙時煙支燃燒信息區(qū)分開，并將短暫的燃燒過程排除在外，提高了吸煙信息判斷的準(zhǔn)確率。在實(shí)際應(yīng)用過程中，吸煙者的位置處在變化狀態(tài)下，此時，所述分析模塊還包括 位置跟蹤子模塊，與目標(biāo)場獲取子模塊連接，用于對目標(biāo)場的位置進(jìn)行跟蹤；所述控制模塊還包括第三控制模塊，當(dāng)目標(biāo)場的位置發(fā)生移動時，向所述紅外熱像儀發(fā)出第三PTZ控制信號，控制云臺執(zhí)行相應(yīng)動作以使得紅外熱成像儀對目標(biāo)場進(jìn)行定位和跟蹤。2、控制模塊，當(dāng)判斷存在吸煙信息時，向可見光CCD發(fā)出第一控制信號，以控制可見光CCD對所述吸煙信息對應(yīng)位置進(jìn)行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻?？刂颇K包括第一控制子模塊和第二控制子模塊，其中，第一控制子模塊，當(dāng)判斷存在吸煙信息時，向可見光CCD發(fā)出第一控制信號，以控制可見光CCD對所述吸煙信息對應(yīng)位置進(jìn)行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；第二控制子模塊，在預(yù)設(shè)的時間間隔內(nèi)，若未檢測到吸煙信息，向所述紅外熱像儀發(fā)出第二控制信號，云臺執(zhí)行相應(yīng)的動作以使得紅外熱像儀轉(zhuǎn)換至設(shè)定的區(qū)域進(jìn)行吸煙檢測。3、數(shù)據(jù)庫管理模塊，包括存儲、刪除和修改吸煙圖片和/或視頻的存儲子模塊、刪除子模塊、修改子模塊。該模塊的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個設(shè)計合理、信息完整的數(shù)據(jù)庫；該數(shù)據(jù)庫從數(shù)據(jù)類別上分主要包含圖像和輔助信息兩個方面。(1)標(biāo)準(zhǔn)圖像信息庫管理圖像及其相應(yīng)輔助信息添加、刪除、修改和查詢；( 日常采集圖像及信息數(shù)據(jù)庫管理圖像及其相應(yīng)輔助信息刪除、修改和查詢。4、系統(tǒng)服務(wù)模塊，包括查詢及報表子模塊、系統(tǒng)管理及維護(hù)子模塊以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)接口子模塊。查詢及報表子模塊主要實(shí)現(xiàn)相關(guān)部門對一段時間內(nèi)吸煙情況等的查詢，并生成報表；系統(tǒng)管理及維護(hù)子模塊主要實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，采用軟總線技術(shù)，提供位置透明的通信手段，隔離操作系統(tǒng)和硬件平臺的相關(guān)性，保證系統(tǒng)的靈活擴(kuò)充性；業(yè)務(wù)系統(tǒng)接口子模塊提供了與其他業(yè)務(wù)相結(jié)合的接口，使系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)充性、兼容性。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，包括帶云臺的紅外熱像儀，用于采集預(yù)定區(qū)域的紅外熱圖像；所述紅外熱像儀內(nèi)置有可見光 CCD ；控制裝置，與所述紅外熱像儀、可見光CXD連接，用于對紅外熱像儀采集的紅外熱圖像的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果判斷是否存在吸煙信息；當(dāng)判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應(yīng)位置進(jìn)行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；在預(yù)設(shè)的時間間隔內(nèi)，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執(zhí)行相應(yīng)的動作以使得紅外熱像儀轉(zhuǎn)換至設(shè)定的區(qū)域進(jìn)行吸煙檢測。
2.如權(quán)利要求1所述的基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置，其特征在于，所述紅外熱像儀和可見光CXD并行工作。
3.—種控制裝置，應(yīng)用在基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置中，其特征在于，包括分析模塊，對紅外熱像儀采集的紅外熱圖像的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果判斷是否存在吸煙信息；控制模塊，當(dāng)判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應(yīng)位置進(jìn)行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；在預(yù)設(shè)的時間間隔內(nèi)，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執(zhí)行相應(yīng)的動作以使得紅外熱像儀轉(zhuǎn)換至設(shè)定的區(qū)域進(jìn)行吸煙檢測。
4.如權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述分析模塊包括目標(biāo)場獲取子模塊，根據(jù)所述紅外熱圖像中溫度數(shù)據(jù)，將紅外熱圖像分割成若干區(qū)域， 并將溫度超過所述吸煙溫度閾值的區(qū)域確定為目標(biāo)場，其中，所述吸煙溫度閾值不低于200 攝氏度；時間匹配子模塊，對目標(biāo)場的溫度持續(xù)時間進(jìn)行匹配；判斷子模塊，與時間匹配子模塊連接，當(dāng)目標(biāo)場的溫度持續(xù)時間與設(shè)定的吸煙持續(xù)時間相匹配，判斷存在吸煙信息；否則不存在吸煙信息。
5.如權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于，所述控制模塊包括第一控制子模塊，當(dāng)判斷存在吸煙信息時，向可見光CCD發(fā)出第一控制信號，以控制可見光CCD對所述吸煙信息對應(yīng)位置進(jìn)行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻。第二控制子模塊，在預(yù)設(shè)的時間間隔內(nèi)，若未檢測到吸煙信息，向所述紅外熱像儀發(fā)出第二控制信號，云臺執(zhí)行相應(yīng)的動作以使得紅外熱像儀轉(zhuǎn)換至設(shè)定的區(qū)域進(jìn)行吸煙檢測。
6.如權(quán)利要求5所述的控制裝置，其特征在于，所述分析模塊還包括位置跟蹤子模塊，與目標(biāo)場獲取子模塊連接，用于對目標(biāo)場的位置進(jìn)行跟蹤；所述控制模塊還包括第三控制子模塊，當(dāng)目標(biāo)場的位置發(fā)生移動時，向所述紅外熱像儀發(fā)出第三PTZ控制信號，控制云臺執(zhí)行相應(yīng)動作以使得紅外熱像儀對目標(biāo)場進(jìn)行定位和足艮S宗。
7.如權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括數(shù)據(jù)庫管理模塊，包括用于吸煙圖片和/或視頻的存儲、刪除和修改的存儲子模塊、刪除子模塊、修改子模塊；系統(tǒng)服務(wù)模塊，包括查詢及報表子模塊、系統(tǒng)管理及維護(hù)子模塊以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)接口子模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統(tǒng)和裝置，包括帶云臺的紅外熱像儀，用于采集預(yù)定區(qū)域的紅外熱圖像；所述紅外熱像儀內(nèi)置有可見光CCD；控制裝置，用于對紅外熱像儀采集的紅外熱圖像的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果判斷是否存在吸煙信息；當(dāng)判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應(yīng)位置進(jìn)行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻。本發(fā)明中，依據(jù)紅外熱圖像中溫度分布獲取吸煙目標(biāo)場，并根據(jù)目標(biāo)場的溫度持續(xù)時間確定吸煙信息，從而大幅度提高了吸煙識別的準(zhǔn)確性，并對吸煙情況進(jìn)行現(xiàn)場取證，從而更加有效地起到“禁止吸煙”的效果。
文檔編號G01J5/10GK102519605SQ20121000928
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者張興義, 湯進(jìn), 王福田, 羅斌 申請人:安徽大學(xué)