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基于计算机视觉的泳池智能辅助救生系统研究的开题报告
一、选题背景介绍
近年来，游泳运动越来越受到人们的重视，但同时也增加了溺水事故的发生率。据统计，全球每年平均有40万人死于溺水事故，而其中有许多都是在游泳池发生的。因此如何提高游泳池的安全性，成为了一个重要的问题。
传统的泳池救生员，由于需要长时间站立、保持高度警觉等因素，易出现视疲劳、疏漏等问题，无法保证救生的准确性和及时性，而且救生员只能在简单的矩形泳池内进行救援。因此，开发一种基于计算机视觉的泳池智能辅助救生系统，可以有效地提高救生的准确性和及时性，并且可以适用于各种形状和长度的泳池。
二、研究目的与意义
本项目旨在研究一种基于计算机视觉的泳池智能辅助救生系统，通过利用计算机视觉技术对泳池内的游泳者进行监控，实现对游泳者溺水的预警和及时救援，以提高游泳池的安全性和救援的准确性。
本项目研究的意义在于：
1.提高泳池的安全性：通过实时监测泳池内的游泳者，及时预警并救援溺水者，减少溺水事故的发生。
2.提高救援的准确性：利用计算机视觉技术，对泳池内的游泳者进行监控，实现对游泳者状态的判断和区分，以便及时进行救援。
3.实现对不同形状和长度泳池的适用性：传统的泳池救生员只适用于简单形状的泳池，而本项目所研究的泳池智能辅助救生系统，可以适用于各种形状和长度的泳池。
三、研究内容和方法
本项目研究的内容主要包括如下几个方面：
1.泳池内游泳者目标提取：利用计算机视觉技术，对泳池内游泳者进行实时目标提取，并对游泳者进行身份和状态信息识别。
2.游泳者状态判断：对于游泳者的状态进行分类识别，包括正常游泳、溺水、翻滚、翻身等状态，以便及时救援。
3.溺水者预警和救援：对于溺水者进行及时预警，同时向救生员发出警报并实时显示其位置，以便救生员及时进行救援。
本项目研究的方法包括：
1.图像采集：使用高分辨率和高帧率的摄像机，对泳池内的场景进行采集，并进行图像处理和分析。
2.目标提取和识别：利用目标检测和识别算法，对泳池内的游泳者进行实时目标提取和身份状态识别。
3.状态分类：对于泳池内的游泳者状态进行分类识别，以便及时预警和救援。
4.预警和救援：对于溺水者进行及时预警，向救生员发出警报并显示其位置，以便救生员及时进行救援。
四、进度安排和预期成果
本项目计划分为以下几个阶段进行：
1.系统设计和软件开发：确定系统的功能和结构，开发数据采集和处理的软件，并进行效果测试。
2.目标检测和识别算法研究：利用深度学习等方法，开发目标检测和识别算法，并进行测试和优化。
3.状态分类算法研究：基于深度学习和机器学习等方法，开发状态分类算法，并进行测试和优化。
4.系统集成和测试：将开发好的目标检测与状态分类算法集成到系统中，进行测试和优化。
预期成果为开发一种高效、准确、适用于各种形状和长度的泳池的智能辅助救生系统，并取得较好的预警和救援效果。
五、参考文献
[1]王玺,靳志斌,王树名.计算机视觉泳池图像自动分析技术研究[J].电视技术,2017,41(9):111-115.
[2]刘佳,段巧红,孙翠建.基于计算机视觉的泳池图像自动警报系统[J].计算机应用与软件,2015,32(2):148-150.
[3]何华,桂晓玉,张启存.基于计算机视觉的泳池监测与救助系统研究[J].计算机系统应用,2019,28(10):30-33.
[4]BrunoGoldman,ShmuelPeleg.ASmartLife-SavingSystemforMonitoringPublicSwimmingPools[C].CVPR,2010.