[发明专利]基于FPGA的人员闸门视觉识别控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于核电站人员闸门控制领域，具体涉及一种基于话FPGA技术的人员闸门视觉识别控制方法及系统。

背景技术

人员闸门是核电站人员和小型设备在反应堆运行或热停堆时通过，而不损坏安全壳密封功能的特殊设备。在事故情况下，作为人员紧急撤离的出口。在冷停堆时，人员闸门解除内门与外门的联锁，可同时打开内门和外门，作为人员和小型设备进出安全壳的通道。在安全壳进行密封盒强度试验时，作为加压或者减压舱。

目前国内外核电站的人员闸门控制系统大都采用PLC控制器进行控制，实现人员闸门的开关门动作和联锁功能，但未对人员闸门的动作功能区域进行监测和判断，无法预知动作功能区域内是否有阻挡物体，存在造成设备损坏和人身伤害的可能性。

基于人员闸门控制系统的上述不足，本发明采用一种全新的设计思路进行人员闸门控制系统的研发，通过识别人员闸门动作功能区域中可能出现的物体，预先判断，决定是否联锁人员闸门的动作，避免发生设备或人身伤害。将人员闸门的控制与机器视觉识别整合在同一控制平台下，提供灵活有效的控制功能，实现了在危险发生前及时采取必要措施，确保人身和设备安全。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于FPGA的人员闸门视觉识别控制方法及系统，通过该方法及系统提高人员闸门控制的可靠性和安全性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于FPGA的人员闸门视觉识别控制方法，包括以下步骤：

（1）获取人员闸门动作功能区域的黑白背景图像并预存，提取背景图像的灰度特征数据，建立背景图像灰度特征矩阵；

（2）采集人员闸门动作功能区域的实时图像，并提取所采集到的实时图像的灰度特征，建立实时图像灰度特征矩阵；

（3）将所提取的实时图像的灰度特征与预存的背景图像灰度特征数据进行对比，计算所提取的实时图像的灰度特征与背景图像灰度特征的相似度；

（4）查看所述的相似度是否小于设定值，若是则说明人员闸门动作功能区域存在阻挡物；若否则说明不存在阻挡物，可执行人员闸门开门动作。

进一步，如上所述的一种基于FPGA的人员闸门视觉识别控制方法，当人员闸门动作功能区域存在阻挡物时，该方法还包括以下步骤：

（5）计算阻挡物的高度，查看阻挡物的高度是否大于高度设定值，若是则控制人员闸门不动作，若否则执行人员闸门开门动作。

进一步，如上所述的一种基于FPGA的人员闸门视觉识别控制方法，步骤（1）中，预存N张人员闸门动作区域的黑白背景图像，并分别提取每张背景图像的背景图像特征数据，建立背景图像灰度特征矩阵；N为大于等于1的整数。

进一步，如上所述的一种基于FPGA的人员闸门视觉识别控制方法，步骤（3）中，将提取到的实时图像的灰度特征分别与预存的N张背景图像的背景图像灰度特征进行比对，计算每一帧实时图像与背景图像的相似度，得到N个相似度。

进一步，如上所述的一种基于FPGA的人员闸门视觉识别控制方法，步骤（3）中，将N个相似度进行加权平均，得到实时图像与背景图像的最终相似度，将计算实时图像的灰度特征与背景图像灰度特征的相似度的计算公式为：

s=1-1n×mΣ0≤i≤n-10≤j≤m-1|xij-yij255|]]>