危险场景识别报警系统

技术领域

本发明涉及冲浪运动监控领域，尤其涉及一种危险场景识别报警系统。

背景技术

冲浪运动是运动员站立在冲浪板上，或利用腹板、跪板、充气的橡皮垫、划艇、皮艇等驾驭海浪的一项水上运动。

冲浪运动起源于夏威夷，1915年，冲浪运动首行到南美洲大陆，1962年，第一届世界冲浪锦标赛于澳大利亚的曼利(Manly)举行，2010年，首届中国海南万宁国际冲浪节举办，2020年12月7日，国际奥委会同意将冲浪列为2024年巴黎奥运会正式比赛项目。

一般地，人们使用的冲浪板长1.5-2.7米、宽约60厘米、厚7-10厘米，板轻而平，前后两端稍窄小，后下方有一起稳定作用的尾鳍。为了增加摩擦力，在板面上还涂有一种蜡质的外膜。全部冲浪板的重量只有11-26千克。

目前，在使用冲浪板进行冲浪时，当进入较深海域且附近冲浪人员都远离自己时，这种场景属于极为危险场景，原因在于一旦出现事故，附近沙滩上的救援人员以及附近海域的冲浪人员都无法及时赶赴事故发生区域进行紧急救援。因此，需要对这种危险场景进行针对性识别，然而，目前缺乏行之有效的技术方案。

发明内容

相比较于现有技术，本发明至少具有以下三个关键发明点：

(1)在智能冲浪板当前定位数据与智能冲浪板绑定的沙滩的各个标记位置分别对应的各个参考定位数据中的最近的参考定位数据的距离超限时，判断智能冲浪板远离其绑定的沙滩并启动相应的视觉检测操作；

(2)绑定沙滩上各个标记位置的相邻两个标记位置的间隔距离随着是否远离所述沙滩中央位置而随动变化，其中，所述各个标记位置的相邻两个标记位置越靠近所述沙滩中央位置，所述各个标记位置的相邻两个标记位置的间隔距离越短；

(3)在定制信号锐化处理的基础上，基于冲浪板的板体边缘成像特征从定制锐化图像中检测一个以上的冲浪板的成像区域，并在所有冲浪板的成像面积都过小时，判断智能冲浪板当前处于远离所有冲浪板的危险场景。

根据本发明的一方面，提供了一种危险场景识别报警系统，所述系统包括：

定位接收机构，设置在智能冲浪板上，用于接收所述智能冲浪板当前所在位置的卫星定位数据以作为实时定位数据输出。

更具体地，在所述危险场景识别报警系统中，还包括：

信息存储机构，设置在智能冲浪板上，用于预先存储所述智能冲浪板绑定的沙滩的各个标记位置的各个卫星定位数据以作为各个参考定位数据。

更具体地，在所述危险场景识别报警系统中：

在所述信息存储机构中，所述智能冲浪板绑定的沙滩的各个标记位置为临近所述沙滩与水面交界的与水面进退方向垂直的路线上的各个标记位置。

更具体地，在所述危险场景识别报警系统中，还包括：

检测触发设备，分别与所述定位接收机构和所述信息存储机构连接，用于在所述各个参考定位数据中搜索与所述实时定位数据最接近的参考定位数据以作为代表定位数据，并在所述代表定位数据与所述实时定位数据之间的最短距离超过预设距离阈值时，发出检测启动信号；

数据监控设备，设置在智能冲浪板的支撑架上，与所述检测触发设备连接，用于在接收到所述检测启动信号时，对智能冲浪板附近环境执行视觉监控操作，以获得对应的视觉采集图像；

定向检测设备，与所述数据监控设备连接，用于检测所述视觉采集图像中两侧明暗反差超限的边缘以及两侧颜色反差超限的边缘；

锐化执行设备，与所述定向检测设备连接，用于对所述视觉采集图像中两侧明暗反差超限的边缘以及两侧颜色反差超限的边缘分别执行不同的锐化操作，以获得对应的锐化执行图像；

对象鉴别设备，与所述锐化执行设备连接，用于基于冲浪板的板体边缘成像特征从所述锐化执行图像中检测一个以上的冲浪板的成像区域；

即时报警机构，设置在智能冲浪板上，与所述对象鉴别设备连接，用于在所述锐化执行图像中不存在面积超限的冲浪板的成像区域时，执行与危险场景识别相应的报警动作；

其中，在所述锐化执行图像中不存在面积超限的冲浪板的成像区域时，执行与危险场景识别相应的报警动作包括：在所述锐化执行图像中每一个冲浪板占据的像素的数量都小于预设数量时，判断在所述锐化执行图像中不存在面积超限的冲浪板的成像区域时，并执行与危险场景识别相应的报警动作；

其中，所述智能冲浪板绑定的沙滩的各个标记位置为临近所述沙滩与水面交界的与水面进退方向垂直的路线上的各个标记位置包括：所述各个标记位置的相邻两个标记位置的间隔距离随着是否远离所述沙滩中央位置而随动变化；

其中，对所述视觉采集图像中两侧明暗反差超限的边缘以及两侧颜色反差超限的边缘分别执行不同的锐化操作，以获得对应的锐化执行图像包括：对所述视觉采集图像中两侧明暗反差超限的边缘执行锐化的次数超过对所述视觉采集图像中两侧颜色反差超限的边缘执行锐化的次数。

本发明的危险场景识别报警系统逻辑紧凑、具有一定的针对性。由于能够有效识别出当前冲浪板进入较深海域且附近冲浪人员都远离的危险场景，从而帮助冲浪人员提升警觉。

具体实施方式

下面将对本发明的危险场景识别报警系统的实施方案进行详细说明。

冲浪运动以浪为动力，要在有风浪的海滨进行。海浪的高度要在1米左右，最低不少于30厘米。夏威夷群岛常年有适合于冲浪运动的海浪，特别是冬天或春天都有从北太平洋涌来的海浪，浪高达4米，可以使运动员滑行800米以上。因此夏威夷群岛一直是世界冲浪运动中心。

最初使用的冲浪板长5米左右，重50～60公斤。第二次世界大战后，出现了泡沫塑料板，板的形状也有改进。现在用的冲浪板长1.5～2.7米、宽约60厘米、厚7～10厘米，板轻而平，前后两端稍窄小，后下方有一起稳定作用的尾鳍。为了增加摩擦力，在板面上还涂有一种蜡质的外膜。全部冲浪板的重量只有11～26公斤。

目前，在使用冲浪板进行冲浪时，当进入较深海域且附近冲浪人员都远离自己时，这种场景属于极为危险场景，原因在于一旦出现事故，附近沙滩上的救援人员以及附近海域的冲浪人员都无法及时赶赴事故发生区域进行紧急救援。因此，需要对这种危险场景进行针对性识别，然而，目前缺乏行之有效的技术方案。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种危险场景识别报警系统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的危险场景识别报警系统包括：

定位接收机构，设置在智能冲浪板上，用于接收所述智能冲浪板当前所在位置的卫星定位数据以作为实时定位数据输出。

接着，继续对本发明的危险场景识别报警系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述危险场景识别报警系统中，还包括：

信息存储机构，设置在智能冲浪板上，用于预先存储所述智能冲浪板绑定的沙滩的各个标记位置的各个卫星定位数据以作为各个参考定位数据。

在所述危险场景识别报警系统中：

在所述信息存储机构中，所述智能冲浪板绑定的沙滩的各个标记位置为临近所述沙滩与水面交界的与水面进退方向垂直的路线上的各个标记位置。

在所述危险场景识别报警系统中，还包括：

检测触发设备，分别与所述定位接收机构和所述信息存储机构连接，用于在所述各个参考定位数据中搜索与所述实时定位数据最接近的参考定位数据以作为代表定位数据，并在所述代表定位数据与所述实时定位数据之间的最短距离超过预设距离阈值时，发出检测启动信号；

数据监控设备，设置在智能冲浪板的支撑架上，与所述检测触发设备连接，用于在接收到所述检测启动信号时，对智能冲浪板附近环境执行视觉监控操作，以获得对应的视觉采集图像；

定向检测设备，与所述数据监控设备连接，用于检测所述视觉采集图像中两侧明暗反差超限的边缘以及两侧颜色反差超限的边缘；

锐化执行设备，与所述定向检测设备连接，用于对所述视觉采集图像中两侧明暗反差超限的边缘以及两侧颜色反差超限的边缘分别执行不同的锐化操作，以获得对应的锐化执行图像；

对象鉴别设备，与所述锐化执行设备连接，用于基于冲浪板的板体边缘成像特征从所述锐化执行图像中检测一个以上的冲浪板的成像区域；

即时报警机构，设置在智能冲浪板上，与所述对象鉴别设备连接，用于在所述锐化执行图像中不存在面积超限的冲浪板的成像区域时，执行与危险场景识别相应的报警动作；

其中，在所述锐化执行图像中不存在面积超限的冲浪板的成像区域时，执行与危险场景识别相应的报警动作包括：在所述锐化执行图像中每一个冲浪板占据的像素的数量都小于预设数量时，判断在所述锐化执行图像中不存在面积超限的冲浪板的成像区域时，并执行与危险场景识别相应的报警动作；

其中，所述智能冲浪板绑定的沙滩的各个标记位置为临近所述沙滩与水面交界的与水面进退方向垂直的路线上的各个标记位置包括：所述各个标记位置的相邻两个标记位置的间隔距离随着是否远离所述沙滩中央位置而随动变化；

其中，对所述视觉采集图像中两侧明暗反差超限的边缘以及两侧颜色反差超限的边缘分别执行不同的锐化操作，以获得对应的锐化执行图像包括：对所述视觉采集图像中两侧明暗反差超限的边缘执行锐化的次数超过对所述视觉采集图像中两侧颜色反差超限的边缘执行锐化的次数。

在所述危险场景识别报警系统中：

所述各个标记位置的相邻两个标记位置的间隔距离随着是否远离所述沙滩中央位置而随动变化包括：所述各个标记位置的相邻两个标记位置越靠近所述沙滩中央位置，所述各个标记位置的相邻两个标记位置的间隔距离越短。

在所述危险场景识别报警系统中：

所述检测触发设备还用于在所述代表定位数据与所述实时定位数据之间的最短距离未超过所述预设距离阈值时，发出检测关闭信号

在所述危险场景识别报警系统中：

所述数据监控设备还用于在接收到所述检测关闭信号时，停止对智能冲浪板附近环境执行视觉监控操作

在所述危险场景识别报警系统中：

接收所述智能冲浪板当前所在位置的卫星定位数据以作为实时定位数据输出包括：使用的导航卫星为北斗星导航卫星、伽利略导航卫星或者GPS导航卫星。

在所述危险场景识别报警系统中：

所述即时报警机构还用于在所述锐化执行图像中存在面积超限的冲浪板的成像区域时，中断与危险场景识别相应的报警动作的执行。

另外，在所述危险场景识别报警系统中，涉及到的伽利略卫星导航系统(Galileosatellite navigation system)，是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统，该计划于1999年2月由欧洲委员会公布，欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。卫星轨道高度约2.4万公里，位于3个倾角为56度的轨道平面内。截止2016年12月，已经发射了18颗工作卫星，具备了早期操作能力(EOC)，并计划在2019年具备完全操作能力(FOC)。全部30颗卫星(调整为24颗工作卫星，6颗备份卫星)计划于2020年发射完毕。

尽管可将以上所阐述者认作为最佳模式及/或其他实例，但应理解，可在本文中作出各种修改且本文所揭示的标的物可以各种形式及实例予以实施，且所述教示可应用于众多应用中，而本文所揭示仅系其中的某些应用。以下申请专利范围意欲主张任何归属于本发明教示真实范围内之应用、修改及变化。