[发明专利]一种游泳池水下智能救生系统

说明书

本发明公开了一种游泳池水下智能救生系统，包括水下摄像机、智能救生系统、工作站和手持现场显示终端等组成；在游泳池布置水下摄像机，采集游泳池中所有游泳人群的图像和数据等信息，通过计算机人工智能技术、视觉识别技术、行为识别技术、深度学习技术，在8秒任意时间内，识别和发现水下出现的溺水者，同时发出报警信息，帮助救生员在最短的时间内救助溺水者，保证游泳者的生命安全。本发明采用人工智能技术与游泳运动深度融合，突破现有溺水救生方式的缺陷，在游泳池建立智能化的防溺水预警、报警系统，实现了溺水救生的主动预防、预警和及时发现。

技术领域

本发明属于计算机视觉人工智能技术，该技术与游泳运动姿态、水下场景深度融合，在游泳池建立防溺水救生预警、报警系统，实现游泳池溺水救生的智能化。

背景技术

日常生活中越来越多的人加入到游泳健身的行列中去。但游泳导致的溺水问题也随之而来，如何有效的减少溺水事件的发生越来越成为各个游泳场所关注的问题。

目前国内外对外开放的公共人工游泳馆(池)采用的救生方式有两种，一种是比较普遍的采用救生员救生的方式，另一种就是水下监控的方式。

采用救生员进行救护，其工作原理和流程决定了救生员只能是在溺水者发生溺水情况之后，或者溺水已经过了一定的时间之后才开始救护。这种救生方式，实质上是一种“被动的、事后的、已经发生了的”救生方式，不能做到“主动、预防、发生前”，另外，救生员的监控范围存在水上水下盲区和死角、存在水域面积大、水面反光、以及存在救生员责任心和健康状况以及人数不足的情况，因此仅凭救生人员对泳池进行安全保障是很难完全保障游泳者安全的。

而目前存在的采用水下监控的方式，首先由于传统摄像头成像技术在水下复杂光线、折射、水质浊度、遮挡等环境下的成像问题，会严重干扰后台数据处理过程。其次由于处理摄像机传送数据的工作站设置地点可能会距离泳池有一定距离，在工作站提供的报警显示等功能时工作人员不能尽快在现场得到确认。

发明内容

本发明的目的是提出一种游泳池水下智能救生系统，用于水下溺水救生的智能化解决方案,在游泳池建立防溺水预警、报警系统，实现对溺水事故主动预警、预防和及时发现，避免溺水死亡事故的发生。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种游泳池水下智能救生系统，包括水下摄像机、智能救生系统、工作站和手持现场显示终端等组成。

水下摄像机的数量大于等于八台，水下摄像机安装在游泳池长边水面以下的池壁或者池底上，两台水下摄像机为一组，两个50米游泳池长边分别平均布置两组，共计四组；水下摄像机拍摄游泳池中全部游泳人群图像，水下摄像机内嵌成像处理软件，成像处理软件对水下摄像机拍摄的所有图像清晰度、光线强度、人体遮挡部、大小等进行处理得到目标图像；处理后的目标图像通过视频网络线缆，传输到救生室中的工作站，工作站安装有智能救生系统。

智能救生系统包括图像识别模块、行为识别模块、深度学习模块和报警模块。图像识别模块对目标图像进行识别处理，提取特征包括运动姿态、水深位置、运动速度、跟踪滤波、像素颜色、明暗色差、形态大小等，运动姿态包括自由泳、仰泳、蛙泳、蝶泳、潜水、跳水、踩水、挣扎、溺水；经过深度学习模块的比对、分析、识别、判断、学习、理解，若判断溺水则报警模块启动，报警模块在8秒内的任意时间发出预警和报警信号，若未判断溺水则报警模块不启动；预警和报警信号通过无线路由器，向游泳池岸边的固定救生员和巡视救生员的手持现场显示终端发出预警和报警图像、声音以及位置信号，救生员根据预警和报警信号，立刻救护溺水者。

更进一步，所述智能救生系统，对目标图像进行识别处理后，然后对获取的连续帧图片中的游泳对象进行运动特征的提取，获得连续的运动速度、运动方向等特征后，再根据溺水与普通游泳动作的区别进行比对判断。