[发明专利]一种基于红外线与可见光组合的游泳池溺水监测方法

说明书

本发明公开了一种基于红外线与可见光组合的游泳池溺水监测方法。本发明提出的基于游泳者头部平面位移速度和水上或水下位置的组合溺水判据，能全面覆盖各种溺水行为。通过双光成像，提出了红外线与可见光组合的判定头部入水状态及衍生出的溺水判定方法，能有效的快速判断出溺水事件，给救生员及时提示。是一种可推广的、智能的游泳池溺水报警系统，来辅助救生员的工作，帮助救生员实时监控掌握整个游泳池的情况，从而提高游泳池的安全性。让人们在享受游泳带来乐趣的同时，不必承受过多的生命威胁。

技术领域

本发明涉及溺水监控系统领域，特别涉及一种基于红外线与可见光组合的游泳池溺水监测方法。

背景技术

游泳运动广泛地受到人们的喜爱，在游泳池里游泳、嬉水，是人们夏日消暑、休闲的好方法。但游泳池中的溺水问题却一直困扰着人们。在2014年世界卫生组织发布的《全球溺水报告》中指出，每年全球有37.2万人死于溺水。根据我国卫生部发表的数字显示，中国每年约有57000人溺水死亡；相当于每天有150多人溺亡。

溺水，又叫淹溺，是指人淹没于水中，由于水吸入肺内(湿淹溺90％)或喉挛(干淹溺10％)所致窒息。基于视频的监测系统显然无法做到判断水是否吸入肺内，只能选择溺水后视频表现来判定。经过查看相关资料，基于视频的溺水初期表现分为两种，一种是人头在水面忽上忽下，人上肢在水面有较剧烈动作，平面位移速度缓慢。另一种是人头在半入水状态(口鼻在水下)，身体垂直，肢体有上下划水动作，平面位移速度缓慢。中期表现为，人头在水面以下，肢体动作缓慢，平面位移相对静止。最终表现就是沉入一定深度水下，平面位移相对静止

在众多的溺水事故中，有许多是发生在有专业救生员的公共游泳池。由于人自身生理条件的限制，救生员是很难长时间保持注意力高度集中，很难高效地保证泳池内的人员安全。另外，游泳池的水面上会有光的反射，这也使得救生员在疲劳时，难以及时分辨正常游泳者与溺水者。对救生员来说，溺水又是低概率事件，容易产生麻痹大意的心理状态。而一旦发生溺水事故，仅数分钟就会造成无法治愈的脑部伤害或者直接死亡。

到目前为止，国内外关于溺水报警系统的实现主要有以下三种方式：

1.游泳者随身携带传感器监测系统。主要由入水式随身携带装置与岸上固定装置构成。入水装置可佩戴在游泳者的腕部、裤带或泳帽处，通常包括一个传感器、一个信号收发器和一个微处理器。传感器主要用来监测人体脉搏和游泳者的入水深度等信息。如果游泳者在水下时间超过一定阈值，或者游泳者心跳发生异常，或者岸上装置信号失联，那么就发出警报。这种装置安装、使用、维护比较麻烦，且耗资巨大，水下运动误报率高、也无法跟踪每个游泳者。最主要是游泳者本身相对比较排斥携带设备入水。所以这种监测系统并未大规模的推广使用。

2.声呐探测报警系统。通过在水下或泳池底部安装一套声呐发射、接收装置，利用探测器去确定是否有障碍物存在，然后根据设定的溺水判据(如障碍物大小，障碍物入水深度、障碍物静止时间)来判定是否溺水。这类系统也存在很多缺点：1)声呐鉴定一个溺水者基本是看他身体里含有多少空气，如果是肺部充满水的深度溺水，得到的信号就无法肯定，甚至不进行判定了。2)此套设备需要用几百伏的电压去产生声呐脉冲，而安全规定不得超过在12V或24V(各国标准略有不同)。3)如果身体与墙非常近时，因为声呐信号中包含回声，泳池墙壁不利于消除噪声信号，很难提取出监测溺水所必须的信号。4)泳池人数过多时，无法对每个人进行跟踪鉴别。因而，声呐报警系统也未得到大规模推广使用。