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基本信息
- 項目名稱：
- 基于差分小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能家居保姆
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 作品設(shè)計一種多網(wǎng)絡(luò)接入、遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)——“智能家居保姆”。其用于解決人們在工作與家庭之間的矛盾，滿足多項社會需求：幼兒園寶寶遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程家居老人照料、家電遠(yuǎn)程控制及智能視頻監(jiān)控。例如小偷入室盜竊時，家居攝像頭會智能地檢測到運動目標(biāo)（小偷），當(dāng)監(jiān)測到異常時（欲盜竊）發(fā)送視頻或圖片到戶主的手機等終端。作品特點如下： 1）多終端接入：用戶可使用手機、PDA和計算機等終端設(shè)備，通過3G（2G）網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)及局域網(wǎng)接入系統(tǒng)； 2）智能化監(jiān)控：在有上述網(wǎng)絡(luò)覆蓋的任何地點，用戶可隨時利用終端收看遠(yuǎn)程攝像頭采集的視頻，并對視頻進(jìn)行智能化處理，包括運動目標(biāo)檢測、跟蹤及識別，快速視頻檢索等。當(dāng)有異常發(fā)生時，用戶終端將自動收到系統(tǒng)發(fā)來的警報信息（圖片或視頻）； 3）網(wǎng)絡(luò)化控制：用戶可通過終端控制家用電器和機器人，實現(xiàn)遠(yuǎn)程家務(wù)以及特殊環(huán)境下的工作，如代替人類進(jìn)行救援、勘測和管道作業(yè)等； 4）嵌入式化：采用ARM、DSP、Vortex86等嵌入式設(shè)備，具備體積小巧、穩(wěn)定性高、移動性強，適合各種環(huán)境應(yīng)用的優(yōu)勢。 作品適用于智能家居、公共安全、石油化工、道路交通、環(huán)境監(jiān)測、電力、房地產(chǎn)、制造業(yè)、軍事基地等需要遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的領(lǐng)域。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著3G的正式運營，基于移動終端的視頻業(yè)務(wù)將成為3G時代最具發(fā)展?jié)摿Φ氖謾C增值業(yè)務(wù)。但如今的視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能有限、安裝復(fù)雜、代價高昂，無法走進(jìn)千家萬戶。同時，與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的需求也得不到滿足，如寶寶監(jiān)視、家居老人照料及智能防盜等等。為此，作品設(shè)計了一種多網(wǎng)絡(luò)接入、遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)——“基于差分小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能家居保姆”。其融合了嵌入式技術(shù)、機器人技術(shù)、圖像處理技術(shù)、移動通訊技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具備以下特點： 1）多網(wǎng)絡(luò)接入：用戶可使用PDA、計算機或手機等終端設(shè)備，通過3G（2G）網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)（WAN）或局域網(wǎng)（LAN）接入系統(tǒng)； 2）智能監(jiān)視：在有上述網(wǎng)絡(luò)覆蓋的任何地點，用戶可隨時利用終端收看遠(yuǎn)程攝像頭采集的視頻，并對視頻進(jìn)行智能化處理，包括運動目標(biāo)檢測、跟蹤及識別，快速視頻檢索等。當(dāng)有異常發(fā)生時，用戶終端將自動收到系統(tǒng)發(fā)來的警報信息（圖片或視頻）； 3）遠(yuǎn)程控制：用戶可通過終端控制家用電器和機器人，實現(xiàn)遠(yuǎn)程家務(wù)以及特殊環(huán)境下的工作，如代替人類進(jìn)行救援、勘測和管道作業(yè)等； 作品創(chuàng)新點： 1）應(yīng)用模式上的創(chuàng)新。作品實現(xiàn)了多網(wǎng)絡(luò)接入的實用新型創(chuàng)新，獲專利“智能家居保姆系統(tǒng)”（ZL200720190328.X）。其利用到多種移動終端，通以太網(wǎng)、手機網(wǎng)超遠(yuǎn)程控制帶有視頻采集功能的機器人，并實現(xiàn)了視頻編解碼、RF、AD/DA操作； 2）理論研究算法上的創(chuàng)新。作品獲專利“智能家居保姆系統(tǒng)和多網(wǎng)絡(luò)單點接入集成方法”（200710177973.2）。利用二次差分算法、自適應(yīng)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和水印技術(shù)，實現(xiàn)了運動目標(biāo)檢測、跟蹤、識別、異常分析、自動報警及快速視頻檢索，提高了視頻信息的利用率。作品既發(fā)揮了BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練速度快的優(yōu)點，又克服了網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中陷入局部極小點的問題，還應(yīng)用了小波分析的數(shù)學(xué)顯微鏡作用，從而突出了訓(xùn)練樣本的特點（訓(xùn)練樣本的特征區(qū)域不定），對特征區(qū)域進(jìn)行放大，對非特征區(qū)域適當(dāng)忽略。作品將智能家居從目前基于自控技術(shù)和邏輯判斷的第一、二代產(chǎn)品提高到基于網(wǎng)絡(luò)化和智能化的第三代產(chǎn)品。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.設(shè)計目的 解決人們在繁忙工作與家庭照料之間的矛盾，滿足人們在安全與效率方面的多項社會需求：智能視頻監(jiān)控；異常檢測、識別及報警；幼兒園寶寶遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)；遠(yuǎn)程家居老人照料；遠(yuǎn)程家務(wù)操作。例如當(dāng)小偷接近汽車時，系統(tǒng)可以智能檢測到小偷，實時地發(fā)送視頻或圖像到車主手機；或者當(dāng)司機長距離駕駛時，系統(tǒng)可以自動進(jìn)行人臉疲勞檢測，提醒司機路上小心；在一些高危險區(qū)域，如傳染病疫區(qū)、自然災(zāi)害區(qū)等這些特殊場合，利用微型機器人來代替人類進(jìn)行管道作業(yè)；再如出差的用戶，可通過因特網(wǎng)為家里老人調(diào)空調(diào)溫度?！爸悄芗揖颖Ｄ贰钡哪繕?biāo)是讓人感覺幸福就在眼前。 2.創(chuàng)新點 1）應(yīng)用模式上的創(chuàng)新，取得2項專利。實現(xiàn)3G手機網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、專網(wǎng)等多網(wǎng)絡(luò)接入本系統(tǒng)的實用新型創(chuàng)新。2）理論研究算法上的創(chuàng)新，研究了運動目標(biāo)檢測、跟蹤、識別等智能視覺技術(shù)。 3.關(guān)鍵技術(shù) 使用了七項核心技術(shù)：嵌入式技術(shù)，圖像處理技術(shù)，模式識別技術(shù)，機器人技術(shù)，移動通訊技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和項目管理技術(shù)。 4.技術(shù)指標(biāo) 1）智能分析算法：0-9識別，人體檢測、跟蹤，基于手機的報警方式；2）機器人控制：步長0.1米/次，角度15度/次；3）網(wǎng)絡(luò)類型：支持3G(2G)手機網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、專用網(wǎng)；4）視頻編碼效率：1路D1或2路CIF，帶寬大于256kb/s；5）終端類型：支持智能手機、PDA、PC;6）傳感器指標(biāo)：輸入-10~80度，精度0.1度；7）電壓指標(biāo)：0或220V的開關(guān)量控制，0~220V的模擬量控制。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1．科學(xué)性 課題深入調(diào)研、總結(jié)過去的科學(xué)實驗成果和理論依據(jù)。設(shè)計中的理論依據(jù)來自國際計算機視覺期刊和IEEE模式分析和機器智能匯刊等權(quán)威期刊。相關(guān)的科學(xué)實驗成果系統(tǒng)有：美國國防高級研究項目——視覺監(jiān)控重大項目VSAM及中國電信全球眼。 2.先進(jìn)性 1）應(yīng)用模式上的創(chuàng)新，實現(xiàn)多網(wǎng)絡(luò)接入的實用新型創(chuàng)新，獲專利“智能家居保姆系統(tǒng)”。立足快節(jié)奏的生活特點，歸納生活中的種種不便，細(xì)分用戶需求，開辟新應(yīng)用領(lǐng)域：利用智能視覺技術(shù)進(jìn)行疲勞駕駛監(jiān)測，保障生命安全；遠(yuǎn)程視頻寶寶監(jiān)護(hù)，讓工作的父母與孩子感覺近在咫尺；遠(yuǎn)程家居老人照料，讓出差的人們盡份孝子之心。 2）理論研究算法上的創(chuàng)新，獲專利“智能家居保姆系統(tǒng)和多網(wǎng)絡(luò)單點接入集成方法”。采用基于人體形態(tài)學(xué)的目標(biāo)檢測算法檢測并區(qū)分出人體運動目標(biāo)及環(huán)境引起的干擾運動目標(biāo)，然后對檢測出的目標(biāo)輸入小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模式識別，判斷出物體的狀態(tài)，使系統(tǒng)具有入侵檢測、異常檢測及目標(biāo)識別的功能。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1）09年6月在北京獲得第五屆首都挑戰(zhàn)杯特等獎； 2）07年11月得到北京電視臺《北京您早》、科技日報、京華時報、北京青年報等新聞媒體報道。 3）2008年11月獲中華人民共和國知識產(chǎn)權(quán)局申請發(fā)明專利“智能家居保姆系統(tǒng)和多網(wǎng)絡(luò)單點接入集成方法（200710177973.2）”； 4）2008年8月獲中華人民共和國知識產(chǎn)權(quán)局的實用新型專利證書“智能家居保姆系統(tǒng)（ZL200720190328.X）”； 5）2008年2月獲中華人民共和國知識產(chǎn)權(quán)局的軟件著作權(quán)“多功能遠(yuǎn)程控制機器人系統(tǒng)V1.0 （2008SRBJ0308）”；
作品所處階段
- 中試階段。目前正處在試運行階段，將根據(jù)用戶反饋及發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行系統(tǒng)完善。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合同
作品可展示的形式
- 實物（產(chǎn)品）、現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1.技術(shù)特點及優(yōu)勢 1）多終端接入（便利性）：用戶可以使用手機、PDA和計算機等終端進(jìn)行控制； 2）網(wǎng)絡(luò)化控制（普及性）：系統(tǒng)可運行于3G（2G）手機網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和專用網(wǎng)等環(huán)境下，利于推廣普及； 3）智能化監(jiān)控（安全性）：運動目標(biāo)檢測、報警、跟蹤、識別和視頻檢索等智能視覺算法提高了生活的安全性； 4）嵌入式化（適用性、經(jīng)濟性）：采用ARM、DSP、x86等嵌入式設(shè)備，具備體積小巧、穩(wěn)定性高、移動性強和價格較低等優(yōu)勢。 2.適用范圍 適用于智能家居、公共安全、石油化工、道路交通、環(huán)境監(jiān)測、電力、房地產(chǎn)、制造業(yè)、軍事基地等需要遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的領(lǐng)域。 3.經(jīng)濟效益 作品基于《第三屆中國國際建筑智能化暨住宅區(qū)數(shù)字化展覽會》的調(diào)查問卷數(shù)據(jù)，利用技術(shù)經(jīng)濟學(xué)計算得到的投資評價指標(biāo)如下：投資回收期2.135年；凈現(xiàn)值7,234,715元；內(nèi)涵報酬率為68.10%。由敏感性分析可知，收入敏感系數(shù)為3.46，成本敏感系數(shù)為-1.5。
同類課題研究水平概述
- 作品涉及的研究領(lǐng)域較多，以下從四個層面進(jìn)行研究現(xiàn)狀論述。 1）3G移動視頻業(yè)務(wù) 全球移動通信市場已進(jìn)入3G時代，移動視頻業(yè)務(wù)以其鮮明的移動性、實用性、即時性和親臨性已成為眾多移動增值業(yè)務(wù)中的一個亮點。其作為3G時代最具發(fā)展?jié)摿Φ臉I(yè)務(wù)，在國外得到了深入研究，根據(jù)英國Strategy Analytics公司的研究報告，08年，全球有超過1.5億的用戶使用移動視頻業(yè)務(wù)，市場規(guī)模達(dá)47億美元。 2）智能視覺研究 智能視覺監(jiān)視不僅具有很高的科學(xué)研究價值，而且有巨大的潛在經(jīng)濟價值，引起了國際上眾多科研機構(gòu)和研究人員的興趣。計算機視覺領(lǐng)域的權(quán)威期刊：IJCV和IEEE模式分析和機器智能匯刊等都相繼出版了視覺監(jiān)控的?？?，針對不同條件下的視覺監(jiān)視系統(tǒng)的研究論著陸續(xù)發(fā)表。最具代表性的研究是美國國防高級研究項目——視覺監(jiān)控重大項目VSAM，用于戰(zhàn)場及普通民用場景進(jìn)行監(jiān)控的自動視頻理解技術(shù)。 我國視頻跟蹤技術(shù)研究起步于 60 年代，先進(jìn)成像識別與跟蹤技術(shù)在智能化程度、通用性和復(fù)雜圖像視頻信息處理等方面與國外相比還存在較大差距。所以在這一領(lǐng)域進(jìn)行深入的研究，對提高我國國防實力，加強民用具有重要意義。 3）智能家居 21世紀(jì)以后，國外智能家居技術(shù)的發(fā)展達(dá)到了高潮。例如，04年，美國有近4萬戶家庭安裝了“家庭智能化系統(tǒng)。 由于智能家居的誘人前景和巨大市場，國外企業(yè)已開始在此領(lǐng)域展開激烈的研發(fā)競爭。例如，德國的Noclus公司及美國的AT&T公司等。 我國的智能家居行業(yè)起步較晚，始于上個世紀(jì)八十年代末。 1986年國家科委和國家計委將“智能化辦公大樓可行性研究”列為國家“七五”重點科技攻關(guān)項目。2004年8月，國家經(jīng)貿(mào)委成立了家庭信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會，將信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系研究及產(chǎn)品開發(fā)作為國家技術(shù)創(chuàng)新重點專項計劃。 4）服務(wù)型機器人 近年來，以日本為首的發(fā)達(dá)國家機器人技術(shù)迅猛發(fā)展，新型服務(wù)機器人，為人們展示了服務(wù)機器人廣泛的應(yīng)用及發(fā)展前景。 目前，我國服務(wù)機器人的研究沒有形成系統(tǒng)，基本上是各個大學(xué)、研究院所根據(jù)國外的研究狀況，或是為了培養(yǎng)學(xué)生興趣，而進(jìn)行的一些零散的研究，處于相對落后狀態(tài)。
