專利名稱：一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及檢測控制技術領域，尤其涉及一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和
直O
背景技術：
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常采用標語式的“禁止吸煙”進行提醒，或者采用基于煙霧檢測的“禁止吸煙”語音提醒器，通過對周圍環境的煙霧情況進行檢測而進行語音提醒?；跓熿F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，從而不能準確探測出是否有人吸煙；只有在探測器可探測到的范圍內且煙霧濃度高時才能準確檢測；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確度，并對吸煙情況進行現場取證，更加有效地起到“禁止吸煙”的效果，已經成為本領域技術人員仍需繼續解決的技術問題。

發明內容
針對上述缺陷，本發明的目的是提出一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置，依據紅外熱圖像中溫度數據獲取吸煙目標場，并根據目標場的溫度持續時間確定吸煙信息，從而大幅度提高了吸煙識別的準確性，并對吸煙情況進行現場取證，從而更加有效地起到“禁止吸煙”的效果。為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置，包括帶云臺的紅外熱像儀，用于采集預定區域的紅外熱圖像；所述紅外熱像儀內置有可見光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據進行分析，并根據分析結果判斷是否存在吸煙信息；當判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應位置進行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；在預設的時間間隔內，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執行相應的動作以使得紅外熱像儀轉換至設定的區域進行吸煙檢測。所述紅外熱像儀和可見光CXD并行工作。一種控制裝置，應用在基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置中，包括分析模塊，對紅外熱像儀采集的紅外熱圖像的溫度數據進行分析，并根據分析結果判斷是否存在吸煙信息；控制模塊，當判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應位置進行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；在預設的時間間隔內，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執行相應的動作以使得紅外熱像儀轉換至設定的區域進行吸煙檢測。所述分析模塊包括目標場獲取子模塊，根據所述紅外熱圖像中溫度數據，將紅外熱圖像分割成若干區域，并將溫度超過所述吸煙溫度閾值的區域確定為目標場，其中，所述吸煙溫度閾值不低于200攝氏度；時間匹配子模塊，對目標場的溫度持續時間進行匹配；判斷子模塊，與時間匹配子模塊連接，當目標場的溫度持續時間與設定的吸煙持續時間相匹配，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，當判斷存在吸煙信息時，向可見光CCD發出第一控制信號，以控制可見光CCD對所述吸煙信息對應位置進行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻。第二控制子模塊，在預設的時間間隔內，若未檢測到吸煙信息，向所述紅外熱像儀發出第二控制信號，云臺執行相應的動作以使得紅外熱像儀轉換至設定的區域進行吸煙檢測。所述分析模塊還包括位置跟蹤子模塊，與目標場獲取子模塊連接，用于對目標場的位置進行跟蹤；所述控制模塊還包括第三控制模塊，當目標場的位置發生移動時，向所述紅外熱像儀發出第三PTZ控制信號，控制云臺執行相應動作以使得紅外熱像儀對目標場進行定位禾口足艮S宗。所述控制裝置還包括數據庫管理模塊，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；系統服務模塊，包括查詢及報表子模塊、系統管理及維護子模塊以及業務系統接口子模塊。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果1.與煙霧探測器相比，本發明中吸煙檢測系統和裝置包括內置有可見光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，以獲取吸煙目標場，并根據目標場的溫度持續時間確定吸煙信息，從而大幅度提高了吸煙識別的準確性；并通過可見光CCD對吸煙情況進行現場取證，從而更加有效地起到“禁止吸煙”的效果。2.本發明使用的紅外熱像儀帶有云臺，實現對巡航過程中采集紅外圖像數目的確定、巡航間隔的設置、每個拍攝點機械角的設定(包括水平角和垂直角)以及熱像儀焦距的設定等，這樣不僅能更準確地進行檢測，而且擴大了吸煙檢測的區域。


下面根據實施例和附圖對本發明作進一步詳細說明。圖1為本發明提出的一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置的結構示意圖。圖2為圖1中控制裝置的功能模塊圖。
具體實施例方式如圖1所示，為本發明提出的一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置的結構示意圖。參考附圖，本發明提出的一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置，包括帶云臺的紅外熱像儀，用于采集預定區域的紅外熱圖像；所述紅外熱像儀內置有可見光CCD (Charge-Coupled Device,電荷耦合元件)?？刂蒲b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據進行分析，并根據分析結果判斷是否存在吸煙信息；當判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應位置進行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；在預設的時間間隔內，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執行相應的動作以使得紅外熱像儀轉換至設定的區域進行吸煙檢測。上述基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置的工作原理及過程如下利用設立在公共場合的帶云臺的紅外熱像儀對某一區域進行吸煙檢測，采集該區域的紅外熱圖像，并將采集到的紅外熱圖像傳輸至控制裝置?？刂蒲b置接收到紅外熱像儀傳輸的紅外熱圖像，對紅外熱圖像的溫度數據進行分析，根據預先設定的吸煙溫度閾值，確定超過吸煙溫度閾值的相應子區域為吸煙目標場，即紅外熱圖像上該目標場對應的真實區域存在潛在的吸煙者；然后根據吸煙持續時間參數， 對上述目標場的溫度持續時間進行匹配，若匹配成功，則確定該目標場有人吸煙。此時，控制裝置控制可見光CCD對目標場內的吸煙情形進行抓拍，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；在預設的時間間隔內，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執行相應的動作以使得紅外熱像儀轉換至設定的區域進行吸煙檢測。在對目標場進行監測時，若吸煙者的位置發生移動，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，通過預置位自動觸發鎖定這個運動目標，進而觸發可見光CCD進行自動地PTZ跟蹤，并自動控制云臺進行全方位旋轉，針對被鎖定的運動目標進行視覺導向的自動跟蹤，以確保跟蹤目標持續出現在鏡頭中央。需要說明的是，本發明吸煙檢測系統和裝置中紅外熱像儀和可見光CXD是并行工作的，可見光CXD實時地拍攝現場狀況。基于上述基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置，下面對該吸煙檢測系統和裝置中控制裝置的工作原理進行詳細說明。圖2為本發明中一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置的控制裝置的功能模塊示意圖。參照附圖，本發明提出的一種控制裝置，應用在基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置中，該控制裝置包括分析模塊、控制模塊、數據庫管理模塊、系統服務模塊。1、分析模塊，對紅外熱像儀采集的紅外熱圖像的溫度數據進行分析，并根據分析結果判斷是否存在吸煙信息。該分析模塊包括目標場獲取子模塊、時間匹配子模塊和判斷子模塊，其中，目標場獲取子模塊能夠根據所述紅外熱圖像中溫度數據，結合吸煙溫度閾值，將超過該吸煙溫度閾值的區域確定為吸煙目標場，則該區域存在潛在的吸煙情形；時間匹配子模塊，對目標場的溫度持續時間進行匹配；判斷子模塊，與時間匹配子模塊連接，當目標場的溫度持續時間與設定的吸煙持續時間相匹配，判斷存在吸煙信息；否則不存在吸煙信息。其中，上述目標場獲取子模塊，具體用于根據所述紅外熱圖像的溫度數據，利用
5圖像分割技術將紅外熱圖像分割成若干區域，并將溫度超過吸煙溫度閾值的一個或多個區域確定為目標場。在具體應用過程中，吸煙溫度閾值可設定不低于200攝氏度。需要說明的是，上述時間匹配子模塊中，預先設定吸煙持續時間，在目標場的溫度持續時間不小于吸煙持續時間的情況下才被判斷存在吸煙信息，通過時間維度的設定將短暫的燃燒信息與正常吸煙時煙支燃燒信息區分開，并將短暫的燃燒過程排除在外，提高了吸煙信息判斷的準確率。在實際應用過程中，吸煙者的位置處在變化狀態下，此時，所述分析模塊還包括 位置跟蹤子模塊，與目標場獲取子模塊連接，用于對目標場的位置進行跟蹤；所述控制模塊還包括第三控制模塊，當目標場的位置發生移動時，向所述紅外熱像儀發出第三PTZ控制信號，控制云臺執行相應動作以使得紅外熱成像儀對目標場進行定位和跟蹤。2、控制模塊，當判斷存在吸煙信息時，向可見光CCD發出第一控制信號，以控制可見光CCD對所述吸煙信息對應位置進行抓拍，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，當判斷存在吸煙信息時，向可見光CCD發出第一控制信號，以控制可見光CCD對所述吸煙信息對應位置進行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；第二控制子模塊，在預設的時間間隔內，若未檢測到吸煙信息，向所述紅外熱像儀發出第二控制信號，云臺執行相應的動作以使得紅外熱像儀轉換至設定的區域進行吸煙檢測。3、數據庫管理模塊，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。該模塊的目標是實現一個設計合理、信息完整的數據庫；該數據庫從數據類別上分主要包含圖像和輔助信息兩個方面。(1)標準圖像信息庫管理圖像及其相應輔助信息添加、刪除、修改和查詢；( 日常采集圖像及信息數據庫管理圖像及其相應輔助信息刪除、修改和查詢。4、系統服務模塊，包括查詢及報表子模塊、系統管理及維護子模塊以及業務系統接口子模塊。查詢及報表子模塊主要實現相關部門對一段時間內吸煙情況等的查詢，并生成報表；系統管理及維護子模塊主要實現分布式系統的協調運行，采用軟總線技術，提供位置透明的通信手段，隔離操作系統和硬件平臺的相關性，保證系統的靈活擴充性；業務系統接口子模塊提供了與其他業務相結合的接口，使系統具有良好的擴充性、兼容性。上面結合附圖對本發明進行了示例性的描述，顯然本發明的實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置，其特征在于，包括帶云臺的紅外熱像儀，用于采集預定區域的紅外熱圖像；所述紅外熱像儀內置有可見光 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據進行分析，并根據分析結果判斷是否存在吸煙信息；當判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應位置進行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；在預設的時間間隔內，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執行相應的動作以使得紅外熱像儀轉換至設定的區域進行吸煙檢測。
2.如權利要求1所述的基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置，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，應用在基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置中，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據進行分析，并根據分析結果判斷是否存在吸煙信息；控制模塊，當判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應位置進行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻；在預設的時間間隔內，若未檢測到吸煙信息，控制云臺執行相應的動作以使得紅外熱像儀轉換至設定的區域進行吸煙檢測。
4.如權利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述分析模塊包括目標場獲取子模塊，根據所述紅外熱圖像中溫度數據，將紅外熱圖像分割成若干區域， 并將溫度超過所述吸煙溫度閾值的區域確定為目標場，其中，所述吸煙溫度閾值不低于200 攝氏度；時間匹配子模塊，對目標場的溫度持續時間進行匹配；判斷子模塊，與時間匹配子模塊連接，當目標場的溫度持續時間與設定的吸煙持續時間相匹配，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，當判斷存在吸煙信息時，向可見光CCD發出第一控制信號，以控制可見光CCD對所述吸煙信息對應位置進行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻。第二控制子模塊，在預設的時間間隔內，若未檢測到吸煙信息，向所述紅外熱像儀發出第二控制信號，云臺執行相應的動作以使得紅外熱像儀轉換至設定的區域進行吸煙檢測。
6.如權利要求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，與目標場獲取子模塊連接，用于對目標場的位置進行跟蹤；所述控制模塊還包括第三控制子模塊，當目標場的位置發生移動時，向所述紅外熱像儀發出第三PTZ控制信號，控制云臺執行相應動作以使得紅外熱像儀對目標場進行定位和足艮S宗。
7.如權利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括數據庫管理模塊，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；系統服務模塊，包括查詢及報表子模塊、系統管理及維護子模塊以及業務系統接口子模塊。
全文摘要
本發明公開了一種基于紅外熱圖像的吸煙檢測系統和裝置，包括帶云臺的紅外熱像儀，用于采集預定區域的紅外熱圖像；所述紅外熱像儀內置有可見光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據進行分析，并根據分析結果判斷是否存在吸煙信息；當判斷存在吸煙信息時，控制可見光CCD對所述吸煙信息對應位置進行抓拍，獲取吸煙圖片和/或視頻。本發明中，依據紅外熱圖像中溫度分布獲取吸煙目標場，并根據目標場的溫度持續時間確定吸煙信息，從而大幅度提高了吸煙識別的準確性，并對吸煙情況進行現場取證，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 優先權日2012年1月12日
發明者張興義, 湯進, 王福田, 羅斌 申請人:安徽大學