[发明专利]基于跟踪定位技术的非道路移动机械黑烟监控系统及方法

权利要求书

1.基于跟踪定位技术的非道路移动机械黑烟监控系统，其特征在于：包括球型视频采集设备、固定安装杆、无线通信设备、自动报警设备、扬尘监测设备、智能分析终端和户外防护机柜，所述球型视频采集设备和扬尘监测设备安装于所述固定安装杆上，所述固定安装杆安装于施工现场的四周，每套球型视频采集设备均连接监控软件，由监控软件中的虚拟线圈将监控区域划分为若干区域，每套球型视频采集设备负责监控对应区域，实现施工现场无死角覆盖；所述球型视频采集设备通过控制云台进行自动调整角度或手动调整角度，所述球型视频采集设备、扬尘监测设备分别通过网络线缆、485接口与智能分析终端连接，所述智能分析终端、自动报警设备以及无线通信设备安装在所述户外防护机柜内。

2.根据权利要求1所述的基于跟踪定位技术的非道路移动机械黑烟监控系统，其特征在于：所述球型视频采集设备和扬尘监测设备安装于所述固定安装杆上后，所述固定安装杆安装于施工现场的四角，每套球型视频采集设备均连接监控软件，由监控软件中的虚拟线圈将监控区域划分为四个区域，每套球型视频采集设备负责监控对应区域，实现施工现场无死角覆盖。

3.根据权利要求2所述的基于跟踪定位技术的非道路移动机械黑烟监控系统，其特征在于：所述扬尘监测设备为一体式扬尘监测设备，所述一体式扬尘监测设备内设有扬尘粒径检测器、温度感应器、湿度感应器、风速感应器、风向感应器、气压感应器和雨量记载器，所述扬尘粒径检测器、温度感应器、湿度感应器、风速感应器、风向感应器、气压感应器和雨量记载器均与智能分析终端无线连接，当扬尘粒径检测器采集的数据超过设定值时实时传递给智能分析终端，智能分析终端通过提取抓拍到的黑烟视频特征帧，进行放大识别处理，与扬尘颗粒图片进行比对分析，同时筛选恶劣天气条件监测数据，降低因扬尘过大、恶劣天气状况下造成的尾气误判。

4.一种权利要求3所述监控系统的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)球型视频采集设备通过自动实时采集监控视频流，发送至智能分析终端，智能分析终端通过对视频中每帧图片进行特征提取，与标准林格曼黑度图进行比对分析，使用深度学习算法进行推理，首先将接收到的视频流进行解码，先对每帧图片进行预处理，调整图片亮度，使用神经网络进行图像识别找到施工机械位置，缩小判断的区域，再将机械所在区域进行视频动作分析，判断其是否正在作业，通过深度学习不断增加对机械背景环境特征的学习，减少复杂环境的干扰，最后通过尾气的形状，颜色，纹理和出现的频率等特征，与背景环境进行对比判断，同时分析黑烟，非道路移动机械所在位置，当超过林格曼1级时，则判定非道路移动机械排放黑烟；

(2)对超标移动机械进行跟踪定位，当视频中没有移动机械时，通过预先设定范围，自动调整镜头变倍并控制云台转向，寻找所属管辖区域中的非道路移动机械；当识别出排放黑烟的非道路移动机械时，通过调用球型视频采集设备进行变倍处理，自动放大并定位排放黑烟的非道路移动机械，同时截取该非道路移动机械排放黑烟时前后10s的视频；

(3)当判定非道路移动机械排放黑烟时，智能分析终端发送指令至球型视频采集设备，对该非道路移动机械外壳上的编码进行识别，并拍摄保存图片回传至智能分析终端；

(4)当排放黑烟的非道路移动机械移动位于每台球型视频采集设备的监控区域内部位置时，则由对应区域的球型视频采集设备进行抓拍识别并记录非道路移动机械编码；当排放黑烟的非道路移动机械移动到4块监控区域的边界位置时，4台球型视频采集设备分别对监控区域内的非道路移动非道路移动机械进行检测，根据黑烟排放占比最大的区域调用对应区域的球型视频采集设备，同时提取并调用同一时间其他3个区域内拍摄到的非道路移动机械图片，并将每个区域拍摄的非道路移动机械图片拼装组合，最终形成完整的非道路移动机械图片，识别并记录非道路移动机械编码；

(5)智能分析终端识别到排放黑烟的非道路移动机械后发送信号至自动报警设备进行预警通知，同时将排放黑烟的非道路移动机械监测数据上传至部署在环保部门的非道路移动非道路移动机械综合管理平台。