一種船舶值班人員狀態(tài)檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種船舶值班人員狀態(tài)檢測方法，該方法包括：1)提供一種船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括USB攝像頭、熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備、面部檢測設(shè)備和嵌入式處理器，所述USB攝像頭用于拍攝值班人員的人員圖像，所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備用于檢測值班人員是否存在，所述面部檢測設(shè)備與所述USB攝像頭連接，對所述人員圖像執(zhí)行圖像識別，以確定值班人員的面部狀態(tài)，所述嵌入式處理器與所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備和所述面部檢測設(shè)備分別連接，基于所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備的檢測結(jié)果和所述面部檢測設(shè)備的圖像識別結(jié)果，確定是否發(fā)出值班人員狀態(tài)報警信號；以及2)使用所述系統(tǒng)來檢測。
【專利說明】一種船舶值班人員狀態(tài)檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶值班人員狀態(tài)檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]疲勞值班或缺席值班被公認(rèn)為是造成海上交通事故的主要原因之一。大量事故統(tǒng)計分析表明，在海難事故和污染損害事故中，約80%是人為因素造成的。船舶在海上航行時，需保持24小時通航，現(xiàn)有船舶值班系統(tǒng)中，都實(shí)行4小時一班的值班人員輪班制，這種狀況增加了值班人員的工作強(qiáng)度，尤其是夜班，值班人員很難保證一直處于清醒狀態(tài)，一旦精神疲勞，或者短暫缺席，疏于職守，將會帶來生命、財產(chǎn)上的巨大損失和海洋環(huán)境難以恢復(fù)的破壞。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，為了解決上述問題，一般采用以下方式:(I)增加每班的值班人數(shù)，在出現(xiàn)疲憊的值班人員時，能夠及時進(jìn)行人員替換；(2)在船舶駕駛室內(nèi)增加視頻監(jiān)控設(shè)備，將值班室內(nèi)的人員值班情況實(shí)時發(fā)送給船舶管理平臺，一旦發(fā)現(xiàn)值班人員異常，立即進(jìn)行相應(yīng)的處理。但是這些方式都存在一定的弊端，前者耗費(fèi)過多的人力資源，而后者，同樣需要后臺的人力資源來支持遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。
[0004]因此，需要一種船舶值班人員狀態(tài)檢測方法，能夠采用機(jī)器監(jiān)控的方式替代人工監(jiān)控的方式，對船舶值班人員狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并在出現(xiàn)異常情況時，自動報警，提醒管理人員接管監(jiān)控，采取相應(yīng)措施，避免事故發(fā)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種船舶值班人員狀態(tài)檢測方法，引用熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備用于檢測值班人員是否存在，引用面部檢測設(shè)備和USB攝像頭對值班人員圖像執(zhí)行圖像識別，以確定值班人員的面部狀態(tài)，從而基于上述設(shè)備的檢測結(jié)果，發(fā)出不同的報警信息，提高監(jiān)控的效率和自動化水平，減少相應(yīng)的人工成本。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種船舶值班人員狀態(tài)檢測方法，該方法包括:1)提供一種船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括USB攝像頭、熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備、面部檢測設(shè)備和嵌入式處理器，所述USB攝像頭用于拍攝值班人員的人員圖像，所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備用于檢測值班人員是否存在，所述面部檢測設(shè)備與所述USB攝像頭連接，對所述人員圖像執(zhí)行圖像識別，以確定值班人員的面部狀態(tài)，所述嵌入式處理器與所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備和所述面部檢測設(shè)備分別連接，基于所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備的檢測結(jié)果和所述面部檢測設(shè)備的圖像識別結(jié)果，確定是否發(fā)出值班人員狀態(tài)報警信號；以及2)使用所述系統(tǒng)來檢測。
[0007]更具體地，在所述船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)中，還包括:無線通信接口，用于與遠(yuǎn)端的船舶管理平臺建立雙向的無線通信鏈路，接收所述船舶管理平臺發(fā)送的控制指令，將值班人員缺勤報警信號或值班人員疲勞值班報警信號發(fā)送給所述船舶管理平臺，所述控制指令包括啟動狀態(tài)監(jiān)控指令和結(jié)束狀態(tài)監(jiān)控指令；計時器，用于為所述檢測系統(tǒng)的船舶值班人員狀態(tài)檢測提供計時；USB通信接口，與外部U盤連接，以接收外部U盤內(nèi)預(yù)存的Cb范圍、Cr范圍、缺勤時間閾值和預(yù)設(shè)面積閾值，接收外部U盤內(nèi)預(yù)存的疲勞特征值，所述Cb范圍和所述Cr范圍用于將YCbCr顏色空間下的圖像中的船舶值班人員面部與背景分離，所述疲勞特征值為對預(yù)先拍攝的基準(zhǔn)疲勞面部圖像進(jìn)行特征識別所確定的特征值；靜態(tài)存儲設(shè)備，與所述USB通信接口連接，接收并存儲所述Cb范圍、所述Cr范圍、所述缺勤時間閾值、所述預(yù)設(shè)面積閾值和所述疲勞特征值；供電設(shè)備，用于為所述檢測系統(tǒng)的各個電子設(shè)備提供必要的電力供應(yīng)；雙聲道揚(yáng)聲器，與所述嵌入式處理器連接，用于播放與所述值班人員缺勤報警信號或所述值班人員疲勞值班報警信號對應(yīng)的語音警示文件；所述USB攝像頭設(shè)置在船舶儀表盤上、值班位置的前方，用于實(shí)時拍攝值班人員的人員圖像，所述人員圖像的分辨率為1920X1080 ;所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備設(shè)置在船舶儀表盤上、值班位置的前方，基于值班人員的熱感應(yīng)效應(yīng)，確定值班人員是否存在值班位置處；所述面部檢測設(shè)備與所述靜態(tài)存儲設(shè)備和所述USB攝像頭分別連接，所述面部檢測設(shè)備包括圖像預(yù)處理器、顏色空間轉(zhuǎn)換器、圖像分割器和面部狀態(tài)識別器，所述圖像預(yù)處理器、所述顏色空間轉(zhuǎn)換器、所述圖像分割器和所述面部狀態(tài)識別器分別采用不同的FPGA芯片來實(shí)現(xiàn)，所述圖像預(yù)處理器與所述USB攝像頭連接，對所述人員圖像依次執(zhí)行對比度增強(qiáng)和小波濾波處理，獲得預(yù)處理圖像，所述顏色空間轉(zhuǎn)換器與所述圖像預(yù)處理器連接，將所述預(yù)處理圖像轉(zhuǎn)換為YCbCr顏色空間下的YCbCr顏色圖像，所述圖像分割器與所述顏色空間轉(zhuǎn)換器和所述靜態(tài)存儲設(shè)備分別連接，將YCbCr顏色圖像中Cb值在所述Cb范圍內(nèi)且Cr值在所述Cr范圍內(nèi)的所有像素識別出來并組成面部子圖像，所述面部狀態(tài)識別器與所述圖像分割器連接，當(dāng)所述面部子圖像的面積小于所述預(yù)設(shè)面積閾值時，輸出不存在面部圖像信號，當(dāng)所述面部子圖像的面積大于等于所述預(yù)設(shè)面積閾值時，對所述面部子圖像執(zhí)行特征識別，在對所述面部子圖像識別的特征與所述疲勞特征值匹配時，發(fā)出面部狀態(tài)疲憊信號，在對所述面部子圖像識別的特征與所述疲勞特征值不匹配時，發(fā)出面部狀態(tài)正常信號；所述嵌入式處理器與所述靜態(tài)存儲設(shè)備、所述計時器、所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備、所述USB攝像頭和所述面部狀態(tài)識別器分別連接，當(dāng)所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備確定值班人員不存在值班位置處且接收到所述不存在面部圖像信號時，啟動所述計時器，在所述計時器的計時時間達(dá)到所述缺勤時間閾值時，發(fā)出值班人員缺勤報警信號，當(dāng)接收到所述面部狀態(tài)疲憊信號時，發(fā)出值班人員疲勞值班報警信號，并將所述人員圖像轉(zhuǎn)發(fā)給所述無線通信接口；其中，所述無線通信接口在將所述值班人員疲勞值班報警信號發(fā)送給所述船舶管理平臺的同時，將所述人員圖像發(fā)送給所述船舶管理平臺；所述嵌入式處理器在接收到啟動狀態(tài)監(jiān)控指令時，啟動所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備、所述USB攝像頭和所述面部檢測設(shè)備，在接收到結(jié)束狀態(tài)監(jiān)控指令時，關(guān)閉所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備、所述USB攝像頭和所述面部檢測設(shè)備；所述計時器、所述USB通信接口、所述靜態(tài)存儲設(shè)備、所述供電設(shè)備、所述面部檢測設(shè)備和所述嵌入式處理器都位于船舶儀表盤內(nèi)，所述無線通信接口位于船舶船體上。
[0008]更具體地，在所述船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)中，還包括:顯示設(shè)備，與所述嵌入式處理器連接，用于顯示與所述值班人員缺勤報警信號或所述值班人員疲勞值班報警信號對應(yīng)的警示文字。
[0009]更具體地，在所述船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)中，所述無線通信接口為GPRS移動通信接口、3G移動通信接口或4G移動通信接口中的一種。
[0010]更具體地，在所述船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)中，所述無線通信接口在將所述人員圖像發(fā)送給所述船舶管理平臺前，對所述人員圖像執(zhí)行壓縮編碼。
[0011 ] 更具體地，在所述船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)中，所述USB攝像頭包括CMOS視頻傳感器。
[0012]更具體地，在所述船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)中，所述計時器、所述USB通信接口、所述靜態(tài)存儲設(shè)備、所述供電設(shè)備、所述面部檢測設(shè)備和所述嵌入式處理器都集成在一塊集成電路板上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將參照附圖對本發(fā)明的船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]船舶(boats and ships)，是各種船只的總稱。船舶是能航行或停泊于水域進(jìn)行運(yùn)輸或作業(yè)的交通工具，按不同的使用要求而具有不同的技術(shù)性能、裝備和結(jié)構(gòu)型式。船舶是一種主要在地理水中運(yùn)行的人造交通工具。另外，民用船一般稱為船，軍用船稱為艦，小型船稱為艇或舟，其總稱為艦船或船艇。
[0017]船舶內(nèi)部主要包括容納空間、支撐結(jié)構(gòu)和排水結(jié)構(gòu)，具有利用外在或自帶能源的推進(jìn)系統(tǒng)。外型一般是利于克服流體阻力的流線性包絡(luò)，材料隨著科技進(jìn)步不斷更新，早期為木、竹、麻等自然材料，近代多是鋼材以及鋁、玻璃纖維、亞克力和各種復(fù)合材料。
[0018]船舶在海面或江面上行駛時，如果值班人員駕駛不慎、疲勞駕駛或者缺席駕駛，都有可能造成嚴(yán)重事故，例如船舶碰撞或船舶觸礁等。船舶事故除了會造成較大的人員和設(shè)備損失之外，還會對水面形成一定的污染，其后果難以挽救。因此，為了避免船舶事故發(fā)生，對值班人員的值班都制定了嚴(yán)格的操作規(guī)程，而且從人力和物力上都加強(qiáng)了對值班人員的狀態(tài)監(jiān)控。
[0019]然而，現(xiàn)有技術(shù)中的船舶值班人員狀態(tài)監(jiān)控機(jī)制耗費(fèi)人力且效率低下，為此，本發(fā)明提出了一種船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)，在開啟值班人員狀態(tài)檢測功能時，能夠通過多種檢測設(shè)備的檢測結(jié)果的結(jié)合，合理判斷當(dāng)前值班人員的即時狀態(tài)，以進(jìn)行相應(yīng)的報警，便于后方管理部門快速采取措施，避免危情進(jìn)一步擴(kuò)大化。
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述檢測系統(tǒng)包括嵌入式處理器1、USB攝像頭2、面部檢測設(shè)備3、熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備4、無線通信接口 5、計時器6、USB通信接口 7、靜態(tài)存儲設(shè)備8、供電設(shè)備9和雙聲道揚(yáng)聲器10，所述嵌入式處理器I與所述USB攝像頭2、所述面部檢測設(shè)備3、所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備4、所述無線通信接口 5、所述計時器6、所述USB通信接口 7、所述靜態(tài)存儲設(shè)備8、所述供電設(shè)備9和所述雙聲道揚(yáng)聲器10分別連接。
[0021 ] 其中，所述USB攝像頭2用于拍攝值班人員的人員圖像，所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備4用于檢測值班人員是否存在，所述面部檢測設(shè)備3對所述人員圖像執(zhí)行圖像識別，以確定值班人員的面部狀態(tài)，所述嵌入式處理器I基于所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備4的檢測結(jié)果和所述面部檢測設(shè)備3的圖像識別結(jié)果，確定是否發(fā)出值班人員狀態(tài)報警信號。
[0022]接著，繼續(xù)對本發(fā)明的船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0023]所述無線通信接口 5，用于與遠(yuǎn)端的船舶管理平臺建立雙向的無線通信鏈路，接收所述船舶管理平臺發(fā)送的控制指令，將值班人員缺勤報警信號或值班人員疲勞值班報警信號發(fā)送給所述船舶管理平臺，所述控制指令包括啟動狀態(tài)監(jiān)控指令和結(jié)束狀態(tài)監(jiān)控指令。
[0024]所述計時器6，用于為所述檢測系統(tǒng)的船舶值班人員狀態(tài)檢測提供計時。
[0025]所述USB通信接口 7，與外部U盤連接，以接收外部U盤內(nèi)預(yù)存的Cb范圍、Cr范圍、缺勤時間閾值和預(yù)設(shè)面積閾值，接收外部U盤內(nèi)預(yù)存的疲勞特征值，所述Cb范圍和所述Cr范圍用于將YCbCr顏色空間下的圖像中的船舶值班人員面部與背景分離，所述疲勞特征值為對預(yù)先拍攝的基準(zhǔn)疲勞面部圖像進(jìn)行特征識別所確定的特征值。
[0026]所述靜態(tài)存儲設(shè)備8，與所述USB通信接口 7連接，接收并存儲所述Cb范圍、所述Cr范圍、所述缺勤時間閾值、所述預(yù)設(shè)面積閾值和所述疲勞特征值。
[0027]所述供電設(shè)備9，用于為所述檢測系統(tǒng)的各個電子設(shè)備提供必要的電力供應(yīng)。
[0028]所述雙聲道揚(yáng)聲器10，與所述嵌入式處理器I連接，用于播放與所述值班人員缺勤報警信號或所述值班人員疲勞值班報警信號對應(yīng)的語音警示文件。
[0029]所述USB攝像頭2設(shè)置在船舶儀表盤上、值班位置的前方，用于實(shí)時拍攝值班人員的人員圖像，所述人員圖像的分辨率為1920 X 1080。
[0030]所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備4設(shè)置在船舶儀表盤上、值班位置的前方，基于值班人員的熱感應(yīng)效應(yīng)，確定值班人員是否存在值班位置處。
[0031]所述面部檢測設(shè)備3與所述靜態(tài)存儲設(shè)備8和所述USB攝像頭2分別連接，所述面部檢測設(shè)備3包括圖像預(yù)處理器、顏色空間轉(zhuǎn)換器、圖像分割器和面部狀態(tài)識別器，所述圖像預(yù)處理器、所述顏色空間轉(zhuǎn)換器、所述圖像分割器和所述面部狀態(tài)識別器分別采用不同的FPGA芯片來實(shí)現(xiàn)，所述圖像預(yù)處理器與所述USB攝像頭2連接，對所述人員圖像依次執(zhí)行對比度增強(qiáng)和小波濾波處理，獲得預(yù)處理圖像。
[0032]所述顏色空間轉(zhuǎn)換器與所述圖像預(yù)處理器連接，將所述預(yù)處理圖像轉(zhuǎn)換為YCbCr顏色空間下的YCbCr顏色圖像，所述圖像分割器與所述顏色空間轉(zhuǎn)換器和所述靜態(tài)存儲設(shè)備8分別連接，將YCbCr顏色圖像中Cb值在所述Cb范圍內(nèi)且Cr值在所述Cr范圍內(nèi)的所有像素識別出來并組成面部子圖像，所述面部狀態(tài)識別器與所述圖像分割器連接，當(dāng)所述面部子圖像的面積小于所述預(yù)設(shè)面積閾值時，輸出不存在面部圖像信號，當(dāng)所述面部子圖像的面積大于等于所述預(yù)設(shè)面積閾值時，對所述面部子圖像執(zhí)行特征識別，在對所述面部子圖像識別的特征與所述疲勞特征值匹配時，發(fā)出面部狀態(tài)疲憊信號，在對所述面部子圖像識別的特征與所述疲勞特征值不匹配時，發(fā)出面部狀態(tài)正常信號。
[0033]所述嵌入式處理器I與所述靜態(tài)存儲設(shè)備8、所述計時器6、所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備4、所述USB攝像頭2和所述面部狀態(tài)識別器分別連接，當(dāng)所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備4確定值班人員不存在值班位置處且接收到所述不存在面部圖像信號時，啟動所述計時器6，在所述計時器6的計時時間達(dá)到所述缺勤時間閾值時，發(fā)出值班人員缺勤報警信號，當(dāng)接收到所述面部狀態(tài)疲憊信號時，發(fā)出值班人員疲勞值班報警信號，并將所述人員圖像轉(zhuǎn)發(fā)給所述無線通信接口。
[0034]其中，所述無線通信接口 5在將所述值班人員疲勞值班報警信號發(fā)送給所述船舶管理平臺的同時，將所述人員圖像發(fā)送給所述船舶管理平臺，所述嵌入式處理器I在接收到啟動狀態(tài)監(jiān)控指令時，啟動所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備4、所述USB攝像頭2和所述面部檢測設(shè)備3，在接收到結(jié)束狀態(tài)監(jiān)控指令時，關(guān)閉所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備4、所述USB攝像頭2和所述面部檢測設(shè)備3，所述計時器6、所述USB通信接口 7、所述靜態(tài)存儲設(shè)備8、所述供電設(shè)備9、所述面部檢測設(shè)備3和所述嵌入式處理器I都位于船舶儀表盤內(nèi)，所述無線通信接口 5位于船舶船體上。
[0035]其中，所述檢測系統(tǒng)還可以包括:顯示設(shè)備，與所述嵌入式處理器I連接，用于顯示與所述值班人員缺勤報警信號或所述值班人員疲勞值班報警信號對應(yīng)的警示文字，所述無線通信接口 5可選為GPRS移動通信接口、3G移動通信接口或4G移動通信接口中的一種，所述無線通信接口 5在將所述人員圖像發(fā)送給所述船舶管理平臺前，可以對所述人員圖像執(zhí)行壓縮編碼，所述USB攝像頭2可以包括CMOS視頻傳感器，以及可以將所述計時器6、所述USB通信接口 7、所述靜態(tài)存儲設(shè)備8、所述供電設(shè)備9、所述面部檢測設(shè)備3和所述嵌入式處理器I都集成在一塊集成電路板上。
[0036]另外，USB，是英文Universal Serial Bus (通用串行總線)的縮寫，而其中文簡稱為“通串線”，是一個外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。從1994年11月11日發(fā)表了 USB V0.7版本以后，USB版本經(jīng)歷了多年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展為3.1版本，成為二十一世紀(jì)二十年代電腦中的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展接口。USB自從1996年推出后，已成功替代串口和并口，并成為個人電腦和大量智能設(shè)備的必配的接口之一。
[0037]各USB版本間能很好的兼容。USB用一個4針(USB3.0標(biāo)準(zhǔn)為9針)插頭作為標(biāo)準(zhǔn)插頭，采用菊花鏈形式可以把所有的外設(shè)連接起來，最多可以連接127個外部設(shè)備，并且不會損失帶寬。USB需要主機(jī)硬件、操作系統(tǒng)和外設(shè)三個方面的支持才能工作。主板一般都采用支持USB功能的控制芯片組，主板上也安裝有USB接口插座，而且除了背板的插座之夕卜，主板上還預(yù)留有USB插針，可以通過連線接到機(jī)箱前面作為前置USB接口以方便使用。而且USB接口還可以通過專門的USB連機(jī)線實(shí)現(xiàn)雙機(jī)互連，并可以通過Hub擴(kuò)展出更多的接口。
[0038]USB 具有傳輸速度快(USB1.1 是 12Mbps，USB2.0 是 480Mbps，USB3.0 是 5Gbps)，使用方便，支持熱插拔，連接靈活，獨(dú)立供電等優(yōu)點(diǎn)，可以連接鼠標(biāo)、鍵盤、打印機(jī)、掃描儀、攝像頭、閃存盤、MP3機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動硬盤、外置光軟驅(qū)、USB網(wǎng)卡、ADSL Modem, CableModem等，幾乎所有的外部設(shè)備。理論上USB接口可用于連接多達(dá)127個外設(shè)，如鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器和鍵盤等。
[0039]USB總線接口處理電氣層與協(xié)議層的互連。從互連的角度來看，相似的總線接口由設(shè)備及主機(jī)同時給出，例如串行接口機(jī)(SIE)。USB總線接口由主控制器實(shí)現(xiàn)。USB系統(tǒng)用主控制器管理主機(jī)與USB設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。他與主控制器間的接口依賴于主控制器的硬件定義。同時，USB系統(tǒng)也負(fù)責(zé)管理USB資源，例如帶寬和總線能量，這使客戶訪問USB成為可能。
[0040]采用本發(fā)明的船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)，針對現(xiàn)有船舶值班人員狀態(tài)檢測模式人工成本高、監(jiān)控效果差的技術(shù)問題，引用熱感應(yīng)紅外線檢測技術(shù)和圖像采集識別技術(shù)完成對值班人員缺勤情況和面部狀況的檢測，并自動進(jìn)行相應(yīng)的報警，為后方管理部門提高有價值的參考數(shù)據(jù)，從而有效避免船舶事故的發(fā)生。
[0041]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶值班人員狀態(tài)檢測方法，該方法包括: 1)提供一種船舶值班人員狀態(tài)檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括USB攝像頭、熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備、面部檢測設(shè)備和嵌入式處理器，所述USB攝像頭用于拍攝值班人員的人員圖像，所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備用于檢測值班人員是否存在，所述面部檢測設(shè)備與所述USB攝像頭連接，對所述人員圖像執(zhí)行圖像識別，以確定值班人員的面部狀態(tài)，所述嵌入式處理器與所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備和所述面部檢測設(shè)備分別連接，基于所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備的檢測結(jié)果和所述面部檢測設(shè)備的圖像識別結(jié)果，確定是否發(fā)出值班人員狀態(tài)報警信號；以及 2)使用所述系統(tǒng)來檢測。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測系統(tǒng)還包括: 無線通信接口，用于與遠(yuǎn)端的船舶管理平臺建立雙向的無線通信鏈路，接收所述船舶管理平臺發(fā)送的控制指令，將值班人員缺勤報警信號或值班人員疲勞值班報警信號發(fā)送給所述船舶管理平臺，所述控制指令包括啟動狀態(tài)監(jiān)控指令和結(jié)束狀態(tài)監(jiān)控指令； 計時器，用于為所述檢測系統(tǒng)的船舶值班人員狀態(tài)檢測提供計時； USB通信接口，與外部U盤連接，以接收外部U盤內(nèi)預(yù)存的Cb范圍、Cr范圍、缺勤時間閾值和預(yù)設(shè)面積閾值，接收外部U盤內(nèi)預(yù)存的疲勞特征值，所述Cb范圍和所述Cr范圍用于將YCbCr顏色空間下的圖像中的船舶值班人員面部與背景分離，所述疲勞特征值為對預(yù)先拍攝的基準(zhǔn)疲勞面部圖像進(jìn)行特征識別所確定的特征值； 靜態(tài)存儲設(shè)備，與所述USB通信接口連接，接收并存儲所述Cb范圍、所述Cr范圍、所述缺勤時間閾值、所述預(yù)設(shè)面積閾值和所述疲勞特征值； 供電設(shè)備，用于為所述檢測系統(tǒng)的各個電子設(shè)備提供必要的電力供應(yīng)； 雙聲道揚(yáng)聲器，與所述嵌入式處理器連接，用于播放與所述值班人員缺勤報警信號或所述值班人員疲勞值班報警信號對應(yīng)的語音警示文件； 所述USB攝像頭設(shè)置在船舶儀表盤上、值班位置的前方，用于實(shí)時拍攝值班人員的人員圖像，所述人員圖像的分辨率為1920X1080 ； 所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備設(shè)置在船舶儀表盤上、值班位置的前方，基于值班人員的熱感應(yīng)效應(yīng)，確定值班人員是否存在值班位置處； 所述面部檢測設(shè)備與所述靜態(tài)存儲設(shè)備和所述USB攝像頭分別連接，所述面部檢測設(shè)備包括圖像預(yù)處理器、顏色空間轉(zhuǎn)換器、圖像分割器和面部狀態(tài)識別器，所述圖像預(yù)處理器、所述顏色空間轉(zhuǎn)換器、所述圖像分割器和所述面部狀態(tài)識別器分別采用不同的FPGA芯片來實(shí)現(xiàn)，所述圖像預(yù)處理器與所述USB攝像頭連接，對所述人員圖像依次執(zhí)行對比度增強(qiáng)和小波濾波處理，獲得預(yù)處理圖像，所述顏色空間轉(zhuǎn)換器與所述圖像預(yù)處理器連接，將所述預(yù)處理圖像轉(zhuǎn)換為YCbCr顏色空間下的YCbCr顏色圖像，所述圖像分割器與所述顏色空間轉(zhuǎn)換器和所述靜態(tài)存儲設(shè)備分別連接，將YCbCr顏色圖像中Cb值在所述Cb范圍內(nèi)且Cr值在所述Cr范圍內(nèi)的所有像素識別出來并組成面部子圖像，所述面部狀態(tài)識別器與所述圖像分割器連接，當(dāng)所述面部子圖像的面積小于所述預(yù)設(shè)面積閾值時，輸出不存在面部圖像信號，當(dāng)所述面部子圖像的面積大于等于所述預(yù)設(shè)面積閾值時，對所述面部子圖像執(zhí)行特征識別，在對所述面部子圖像識別的特征與所述疲勞特征值匹配時，發(fā)出面部狀態(tài)疲憊信號，在對所述面部子圖像識別的特征與所述疲勞特征值不匹配時，發(fā)出面部狀態(tài)正常信號; 所述嵌入式處理器與所述靜態(tài)存儲設(shè)備、所述計時器、所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備、所述USB攝像頭和所述面部狀態(tài)識別器分別連接，當(dāng)所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備確定值班人員不存在值班位置處且接收到所述不存在面部圖像信號時，啟動所述計時器，在所述計時器的計時時間達(dá)到所述缺勤時間閾值時，發(fā)出值班人員缺勤報警信號，當(dāng)接收到所述面部狀態(tài)疲憊信號時，發(fā)出值班人員疲勞值班報警信號，并將所述人員圖像轉(zhuǎn)發(fā)給所述無線通信接口 ； 其中，所述無線通信接口在將所述值班人員疲勞值班報警信號發(fā)送給所述船舶管理平臺的同時，將所述人員圖像發(fā)送給所述船舶管理平臺； 其中，所述嵌入式處理器在接收到啟動狀態(tài)監(jiān)控指令時，啟動所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備、所述USB攝像頭和所述面部檢測設(shè)備，在接收到結(jié)束狀態(tài)監(jiān)控指令時，關(guān)閉所述熱感應(yīng)紅外線檢測設(shè)備、所述USB攝像頭和所述面部檢測設(shè)備； 其中，所述計時器、所述USB通信接口、所述靜態(tài)存儲設(shè)備、所述供電設(shè)備、所述面部檢測設(shè)備和所述嵌入式處理器都位于船舶儀表盤內(nèi)，所述無線通信接口位于船舶船體上。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述檢測系統(tǒng)還包括:顯示設(shè)備，與所述嵌入式處理器連接，用于顯示與所述值班人員缺勤報警信號或所述值班人員疲勞值班報警信號對應(yīng)的警示文字。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述無線通信接口為GPRS移動通信接口、3G移動通信接口或4G移動通信接口中的一種。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述無線通信接口在將所述人員圖像發(fā)送給所述船舶管理平臺前，對所述人員圖像執(zhí)行壓縮編碼。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述USB攝像頭包括CMOS視頻傳感器。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述計時器、所述USB通信接口、所述靜態(tài)存儲設(shè)備、所述供電設(shè)備、所述面部檢測設(shè)備和所述嵌入式處理器都集成在一塊集成電路板上。
【文檔編號】G08B21/22GK104506832SQ201510021438
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月15日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:無錫北斗星通信息科技有限公司