科创中国

本项目为发明的一种基于双目视觉的泳池溺水监测方法，包括以下步骤：在游泳池上方间隔一定距离安装多台双目摄像头设备，由上往下拍摄，并把图像实时传输给计算机；根据实时图像，利用目标检测算法检测出水面上的人头图像；计算出目标人头图像所有点位的三维坐标，并进行头部最高点的标注，判定人头呼吸部位是否处于水下；使用目标跟踪程序算法，对目标进行跟踪；实时对跟踪目标的三维坐标进行存储分析，计算人头呼吸部位在水下的持续时间，根据人头呼吸部位在水下的单次持续时间和单位时间内在水下时间总和做出危险评估，如超过危险阈值，发出溺水警报。本发明能有效的实时检测游泳者是否处于溺水状态，用以提示安全人员施救。

1、摄像头是垂直由上往下拍摄，可以最大限度排除了游泳者相互遮挡。2、用双目视觉的算法，判断人头处于水上还是水下，游泳者无感知但判定十分精确。3、根据人头呼吸部位在水下的单次持续时间来判定溺水比现有的动作判定、速度判定更可靠。4、本方法采用机器视觉处理技术，不仅可以应用于大人群数量的泳池溺水监测，同时，本项目基于原有网络结构，通过增加GRU结构实现对视频的针对性时间依赖优化，提高对视频目标检测类型的拟合能力，将YOLOv3中head的输出传入GRU层进行处理，最终输出仍为head的output，GRU仅作为对head的输出进行时间依赖处理以及编码处理，然后经过FC层并与FPN层进行特征融合。不仅实现实时监测、快速反应，还大大提高了监测的精准度，满足项目的实验室研发到泳池应用的转化。

根据市场研究机构预测，2023-2028年全球防溺水系统行业市场将继续保持快速增长。主要原因是全球溺水事故频发，对防溺水系统的需求持续增加。此外，全球旅游业和水上娱乐活动的快速发展也为防溺水系统行业提供了巨大市场机遇。同时随着技术的不断进步，防溺水系统的性能和功能也在不断提升进一步推动了市场的发展。

据卫生部统计，我国每年约有57000人溺水死亡，相当于每天150多人溺亡，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。

针对人工监测的弊端，本项目利用机器视觉检测技术实现AI智能监测溺水情况，保证人民生命安全。相比于同类防溺水产品，如游泳者随身携带传感器监测系统，其装置安装、使用、维护比较麻烦，且耗资巨大，水下运动误报率高、且也无法跟踪每个游泳者，本项目完全避免了这些缺陷，最主要是不需要游泳者携带设备入水，大大减少了游泳者对防溺水监测的排斥心理，可以实现大规模的推广使用。

综上所述，防溺水系统的发展前景广阔，它的需求会越来越大，同时技术也在不断提高和完善。

项目负责人张文辉，2000年毕业于南京理工大学，主持/参与国家自然科学基金1项，国家发改委项目1项，主要研究领域计算机图形学，仿真与游戏设计等。本团队在人工智能方向基础扎实、素质全面、工程实践能力强，并具有一定创新能力的应用型、复合型高层次工程技术人才，拥有一支理论基础坚实、研发经验丰富、科研能力较强、领域知识面广的研发团队。

为了研发该成果所投入的各类经费达数百万元，针对尚需完善的技术，或基于此开发相关防溺水监测产品，预期需要再投入经费的金额十万元、时间三个月。成果在保护人生安全等方面具有重要意义。

拟通过技术转让，专利许可等方式将成果转化，也可以合作开发相关产品。其次，可根据实际工程应用需求，改进技术方案，基于本监测方法为企业定制开发。欢迎有兴趣的企业咨询。