利用振动测量的场景变化鉴定系统的制作方法

1.本发明涉及振动测量领域，尤其涉及一种利用振动测量的场景变化鉴定系统。


背景技术：

2.振动测量是指检测振动变化量，将其转换为与之对应的，便于显示、分析和处理的电信号，并从中提取所需的有用信息的测量技术。机械振动是工程技术和日常生活中常见的物理现象。振动具有有害的一面，如破坏机器的正常工作、缩短机器的使用寿命、产生噪声等；振动也有可利用的一面，如可以进行振动输送、振动夯实、振动破碎、振动时效和振动加工等。为了兴利除弊，必须对振动现象进行测量和研究。
3.现代工业对各种高新机电产品提出了低振级、低噪声、高抗振能力的要求。因此，必须对它们进行振动分析、试验和振动设计。或者通过振动测量找出振动源，采取减振措施。
4.机械振动测试技术是现代机械振动学科的重要内容之一，它是研究和解决工程技术中许多动力学问题必不可少的手段。对许多复杂的机械系统，其动态特性参数无法用理论公式正确计算出来，振动试验和测量便是唯一的求解方法。
5.由于电子技术和计算机技术的应用，现代振动测试技术的应用已超出了经典机械振动的领域，已应用到各种物理现象的检测、分析、预报和控制中，如环境噪声的监测、地震预报与分析、地质勘查和矿藏探测、飞行器的监测与控制等。
6.振动测量的基本过程为：传感器把振动体的运动转化为电信号，但由于传感器的输出信号(电压或电流)太弱，不能够直接作为显示和分析仪器的输入，需要经过信号调理器对其进行放大；由于传感器输出的是模拟信号，而现代信号分析处理仪和储存单元用的都是数字集成电路或计算机，因此要用数据采集装置将模拟信号转换成离散数字信号才能进行处理；而且为了避免采样后的数字信号可能会不正确地反映原有连续信号，在对连续信号采样之前还要对信号进行滤波，去掉信号的高频分量。此外，若测量对象是无振动激励源的机械零部件或结构，还需要用激振器对被测对象施加激励使其产生振动才能进行测量。测到的振动信号经数字信号分析仪或计算机处理后便得到功率谱、结构模态参数和频率响应函数等有用的结果。
7.当前，对于水域的安全工作人员来说，由于人手有限，一旦水域上的船体众多且出现在隐蔽位置，则对船体上的人员变化的鉴定就很难实施，例如，存在私自下水游泳的行为或者捕鱼的行为，或者人员私自登岸现象或者人员私自登船现象，严重影响了水域船体的正常、安全的运行秩序。


技术实现要素：

8.相比较于现有技术，本发明至少具有以下三处突出的实质性特点：
9.(1)在定制的图像处理机制的基础上，基于近岸水景图像中前后帧内人体数量变化情况，确定是否存在人员登岸现象或者人员登船现象，从而为游船上的人员管控提供智
能化解决方案；
10.(2)基于在lab颜色空间下红绿分量、黑白分量和黄蓝分量中不同分量的重要程度选择不同的处理策略，以在保证处理效果的同时减少图像处理的运算量；
11.(3)采用振动测量机构，埋设在靠近岸边的水域内且振动测量点设置在接近水面的水下位置，用于测量水纹波动对振动测量点造成的振动幅值，同时采用数据解析机构，并在所述振动幅值超过或者等于设定幅值阈值时，发出船体接近信号，从而为船体上的人数变化的检测提供触发信号。
12.根据本发明的一方面，提供了一种利用振动测量的场景变化鉴定系统，所述系统包括：
13.振动测量机构，埋设在靠近岸边的水域内且振动测量点设置在接近水面的水下位置，用于测量水纹波动对振动测量点造成的振动幅值；
14.数据解析机构，与所述振动测量机构无线连接，用于接收所述振动幅值，并在所述振动幅值超过或者等于设定幅值阈值时，发出船体接近信号；
15.微型摄像机构，设置在岸边，与所述数据解析机构电性连接，用于在接收到所述船体接近信号时，开始面对靠近岸边的水景执行摄像操作，以获得均匀时间间隔的多帧水景采集图像；
16.内容拆分设备，与所述微型摄像机构连接，用于对接收到的每一帧水景采集图像执行内容拆分处理以获得对应的红绿子图像、黑白子图像和黄蓝子图像；
17.第一转换设备，与所述内容拆分设备连接，用于对接收到的黑白子图像执行双边滤波处理、导向滤波处理以及对比度提升处理，以获得第一处理子图像；
18.第二转换设备，与所述内容拆分设备连接，用于对接收到的红绿子图像执行导向滤波处理以及对比度提升处理，以获得第二处理子图像；
19.第三转换设备，与所述内容拆分设备连接，用于对接收到的黄蓝子图像执行导向滤波处理，以获得第三处理子图像；
20.图像叠加机构，分别与所述第一转换设备、所述第二转换设备以及所述第三转换设备连接，用于将所述第一处理子图像、所述第二处理子图像以及所述第三处理子图像逐像素叠加以获得接收到的每一帧水景采集图像对应的叠加处理图像；
21.人体分辨设备，与所述图像叠加机构连接，用于分析均匀时间间隔的多帧水景采集图像分别对应的多帧叠加处理图像中的每一帧叠加处理图像中的人体数量；
22.状态监测设备，与所述人体分辨设备连接，用于在所述多帧叠加处理图像中出现前后帧人体数量变化时，发出人数变化信号；
23.其中，在所述多帧叠加处理图像中出现前后帧人体数量减少时，发出人员登岸信号；
24.其中，在所述多帧叠加处理图像中出现前后帧人体数量减少时，发出人员登岸信号包括：在所述多帧叠加处理图像中出现后一帧叠加处理图像中的人体数量比前一帧叠加处理图像中的人体数量减少的情况时，发出人员登岸信号。
25.本发明的利用振动测量的场景变化鉴定系统逻辑可靠、安全有效。由于能够在水纹振动幅值的触发控制下，实现对同一船体的人数变化的监控，从而保证各条船上的人员安全。
具体实施方式
26.下面将对本发明的利用振动测量的场景变化鉴定系统的实施方案进行详细说明。
27.船体是由一系列板材和骨架(简称“板架”)所组成的。板材和骨架间，相互连接又互相支持。骨架是壳体的支撑件，既提高了壳板的强度与刚度，又增强了板材的抗失稳能力。船体由龙骨、旁龙骨、龙筋、肋骨、船首柱、船尾柱等构件组成。实际船舶的船体结构是十分复杂的，而舰船模型的船体结构简单。
28.船体由甲板、侧板、底板、龙骨、旁龙骨、龙筋、肋骨、船首柱、船尾柱等构件组成。实际船舶的船体结构是十分复杂的，而舰船模型的船体结构简单。
29.船体加工是指将号料后的材料通过手工或机械制成符合图样及工艺要求的船体零件的过程。为使船舶能在恶劣天气条件下承受各种外力对船体的冲击和作用，船舶必须按《钢质海船入级与建造规范》的技术要求进行设计和建造，并需经由主管机关授权的船级社或指定的验船师按《钢质海船人级与建造规范》检验合格后方可投入营运。作为船舶建造人员应熟练掌握船舶建筑与结构的基础知识。
30.船体的结构决定其强度的大小，同时强度的大小也决定了船舶的运载能力。通常，根据不同的运载需要而设计不同强度的船体结构。在设计过程中，船体结构应具有良好的连续性，以达到需要的强度。
31.当前，对于水域的安全工作人员来说，由于人手有限，一旦水域上的船体众多且出现在隐蔽位置，则对船体上的人员变化的鉴定就很难实施，例如，存在私自下水游泳的行为或者捕鱼的行为，或者人员私自登岸现象或者人员私自登船现象，严重影响了水域船体的正常、安全的运行秩序。
32.为了克服上述不足，本发明搭建了一种利用振动测量的场景变化鉴定系统，能够有效解决相应的技术问题。
33.根据本发明实施方案示出的利用振动测量的场景变化鉴定系统包括：
34.振动测量机构，埋设在靠近岸边的水域内且振动测量点设置在接近水面的水下位置，用于测量水纹波动对振动测量点造成的振动幅值；
35.数据解析机构，与所述振动测量机构无线连接，用于接收所述振动幅值，并在所述振动幅值超过或者等于设定幅值阈值时，发出船体接近信号；
36.微型摄像机构，设置在岸边，与所述数据解析机构电性连接，用于在接收到所述船体接近信号时，开始面对靠近岸边的水景执行摄像操作，以获得均匀时间间隔的多帧水景采集图像；
37.内容拆分设备，与所述微型摄像机构连接，用于对接收到的每一帧水景采集图像执行内容拆分处理以获得对应的红绿子图像、黑白子图像和黄蓝子图像；
38.第一转换设备，与所述内容拆分设备连接，用于对接收到的黑白子图像执行双边滤波处理、导向滤波处理以及对比度提升处理，以获得第一处理子图像；
39.第二转换设备，与所述内容拆分设备连接，用于对接收到的红绿子图像执行导向滤波处理以及对比度提升处理，以获得第二处理子图像；
40.第三转换设备，与所述内容拆分设备连接，用于对接收到的黄蓝子图像执行导向滤波处理，以获得第三处理子图像；
41.图像叠加机构，分别与所述第一转换设备、所述第二转换设备以及所述第三转换
设备连接，用于将所述第一处理子图像、所述第二处理子图像以及所述第三处理子图像逐像素叠加以获得接收到的每一帧水景采集图像对应的叠加处理图像；
42.人体分辨设备，与所述图像叠加机构连接，用于分析均匀时间间隔的多帧水景采集图像分别对应的多帧叠加处理图像中的每一帧叠加处理图像中的人体数量；
43.状态监测设备，与所述人体分辨设备连接，用于在所述多帧叠加处理图像中出现前后帧人体数量变化时，发出人数变化信号；
44.其中，在所述多帧叠加处理图像中出现前后帧人体数量减少时，发出人员登岸信号；
45.其中，在所述多帧叠加处理图像中出现前后帧人体数量减少时，发出人员登岸信号包括：在所述多帧叠加处理图像中出现后一帧叠加处理图像中的人体数量比前一帧叠加处理图像中的人体数量减少的情况时，发出人员登岸信号。
46.接着，继续对本发明的利用振动测量的场景变化鉴定系统的具体结构进行进一步的说明。
47.在所述利用振动测量的场景变化鉴定系统中：
48.将所述第一处理子图像、所述第二处理子图像以及所述第三处理子图像逐像素叠加以获得接收到的每一帧水景采集图像对应的叠加处理图像包括：所述第一处理子图像、所述第二处理子图像、所述第三处理子图像以及所述叠加处理图像的解析度相同。
49.在所述利用振动测量的场景变化鉴定系统中：
50.将所述第一处理子图像、所述第二处理子图像以及所述第三处理子图像逐像素叠加以获得接收到的每一帧水景采集图像对应的叠加处理图像包括：将所述第一处理子图像、所述第二处理子图像以及所述第三处理子图像中同一坐标位置的三个像素进行叠加以获得所述叠加处理图像对应坐标位置的像素。
51.在所述利用振动测量的场景变化鉴定系统中：
52.在所述多帧叠加处理图像中出现前后帧人体数量增加时，发出人员登船信号。
53.在所述利用振动测量的场景变化鉴定系统中：
54.在所述多帧叠加处理图像中出现前后帧人体数量增加时，发出人员登船信号包括：在所述多帧叠加处理图像中出现后一帧叠加处理图像中的人体数量比前一帧叠加处理图像中的人体数量增加的情况时，发出人员登船信号。
55.在所述利用振动测量的场景变化鉴定系统中：
56.对接收到的每一帧水景采集图像执行内容拆分处理以获得对应的红绿子图像、黑白子图像和黄蓝子图像包括：获取接收到的每一帧水景采集图像中各个构成像素在lab颜色空间下的红绿分量、黑白分量和黄蓝分量。
57.在所述利用振动测量的场景变化鉴定系统中：
58.对接收到的每一帧水景采集图像执行内容拆分处理以获得对应的红绿子图像、黑白子图像和黄蓝子图像还包括：将接收到的每一帧水景采集图像中各个构成像素在lab颜色空间下的红绿分量组成所述水景采集图像对应的红绿子图像；
59.其中，对接收到的每一帧水景采集图像执行内容拆分处理以获得对应的红绿子图像、黑白子图像和黄蓝子图像还包括：将接收到的每一帧水景采集图像中各个构成像素在lab颜色空间下的黑白分量组成所述水景采集图像对应的黑白子图像；
60.其中，对接收到的每一帧水景采集图像执行内容拆分处理以获得对应的红绿子图像、黑白子图像和黄蓝子图像还包括：将接收到的每一帧水景采集图像中各个构成像素在lab颜色空间下的黄蓝分量组成所述水景采集图像对应的黄蓝子图像。
61.在所述利用振动测量的场景变化鉴定系统中：
62.所述数据解析机构还用于在所述振动幅值低于所述设定幅值阈值时，发出船体远离信号。
63.在所述利用振动测量的场景变化鉴定系统中：
64.所述微型摄像机构还用于在接收到所述船体远离信号时，退出面对靠近岸边的水景执行的摄像操作。
65.另外，在所述利用振动测量的场景变化鉴定系统中，获取接收到的每一帧水景采集图像中各个构成像素在lab颜色空间下的红绿分量、黑白分量和黄蓝分量包括：获取接收到的每一帧水景采集图像中各个构成像素在lab颜色空间下的红绿分量、黑白分量和黄蓝分量的任一分量的取值都大于0且小于255。
66.由于在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出本发明的很多明显不同的实施例，因此，应该理解，除了在所附权利要求中定义之外，本发明不局限于特定的实施例。