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基于全景视觉的自动扶梯节能及智能监控系统

作　者: 杨冠宝
导　师: 汤一平
学　校: 浙江工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 自动扶梯节能智能监控混合高斯 HOG特征光流跟踪卡尔曼预测
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 72次
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内容摘要

随着经济的蓬勃发展,城市化步伐急剧加快,自动扶梯的使用数量也随之飞速增长,它广泛应用于商场、宾馆、机场、车站等公共场所。但是,自动扶梯在节能和安全方面存在缺陷:(1)自动扶梯保持盲目的工作状态,致使能源浪费;(2)自动扶梯是台阶移动式运输装置,容易引起人身意外伤害事故。目前应用于自动扶梯节能检测方式有两种:红外线检测和重力感应检测。两者共同的缺点是只能实现节能控制,无法对于扶梯乘客的危险行为进行智能识别。本文提出的基于全景视觉的自动扶梯节能及智能监控系统,在解决扶梯节能的基础上,同时对异常行为进行识别,实现智能监控。本文旨在解决四个问题:1.人体对象检测和分割问题。本文综合分析混合高斯背景差分的人体目标检测方法和HOG特征匹配的人体模型检测方法的优缺点,提出基于混合高斯背景差分的HOG特征匹配算法,降低人体对象误检率的同时,还对粘连的人体对象进行有效分割。2.人体对象跟踪问题。针对少数帧人体对象因漏检问题导致的跟踪丢失,本文研究一种新的解决方案:结合卡尔曼预测器的光流跟踪算法,可以极大降低跟踪的丢失率,并为后续异常行为判断做相应技术准备。3.自动扶梯的节能设计与实现。系统定制扶梯关注区域,并根据区域内人数的情况,以及扶梯入口处的前景变化,实现自动扶梯的自动开启与停止,达到节约能源的目的。4.人体异常行为识别。结合人体对象跟踪,对逆行、越界、意外摔倒等异常行为进行自动识别,并将危险状态用语音或者其他方式进行提示。本系统具有安装容易、实施方便、维护简单、易于升级改造等优点。实验证明,系统能够实时地检测和分割自动扶梯上的人体对象,实现自动扶梯的节能效果,并通过跟踪实现对逆行、越界、意外摔倒等异常行为的检测,确保乘客安全。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
第1章绪论  12-18
  1.1 研究背景  12-14
  1.2 国内外研究现状  14-15
  1.3 研究目的与意义  15
  1.4 研究内容  15-17
  1.5 论文章节安排  17
  1.6 本章小结  17-18
第2章人体对象建模与分割  18-40
  2.1 引言  18
  2.2 基于运动前景的人体对象检测  18-25
    2.2.1 运动目标检测算法概述  18-22
    2.2.2 混合高斯背景建模思想  22-23
    2.2.3 阴影抑制  23-24
    2.2.4 连通区域填充  24
    2.2.5 消除孤立点  24-25
  2.3 基于模型的人体检测  25-33
    2.3.1 级联Adaboost 分类器  26-30
    2.3.2 HOG 人体特征提取  30-33
  2.4 基于混合高斯差分的HOG 特征人体检测方法  33-36
    2.4.1 连通区域的分割校正  34-35
    2.4.2 前景点区域内HOG 检测  35-36
    2.4.3 合并检测框  36
  2.5 实验结果与分析  36-39
    2.5.1 基于混合高斯的HOG 人体对象提取效果图  36-37
    2.5.2 人体对象提取精度对比  37-38
    2.5.3 执行速度对比  38-39
  2.6 本章小结  39-40
第3章自动扶梯节能设计与实现  40-47
  3.1 引言  40
  3.2 自动扶梯检测区域定制  40-41
  3.3 节能系统原理图  41-42
  3.4 节能控制流程图  42-43
  3.5 自动扶梯节能控制实现  43-45
  3.6 实验结果  45-46
  3.7 本章小结  46-47
第4章人体对象跟踪与异常行为检测  47-63
  4.1 引言  47
  4.2 人体对象跟踪  47-56
    4.2.1 基于金字塔模型的Lucas-Kanade 光流稀疏迭代法  49-52
    4.2.2 卡尔曼预测算法  52-54
    4.2.3 结合卡尔曼预测的光流算法跟踪  54-56
  4.3 越界检测  56-57
  4.4 逆向检测  57-60
    4.4.1 根据轨迹中心点判断  58
    4.4.2 光流归化方向判断法  58-60
  4.5 跌倒行为识别  60-62
  4.6 本章小结  62-63
第5章系统实现  63-71
  5.1 引言  63
  5.2 系统架构及模块介绍  63-64
  5.3 系统实现  64-70
    5.3.1 系统开发环境  64-65
    5.3.2 系统软件模块实现  65-68
    5.3.3 系统界面介绍  68-70
  5.4 本章小结  70-71
第6章总结与展望  71-73
  6.1 总结  71
  6.2 展望  71-73
参考文献  73-77
致谢  77-78
攻读学位期间参加的科研项目和成果  78

基于全景视觉的自动扶梯节能及智能监控系统

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