專利名稱:用于火焰圖像獲取設(shè)備的機(jī)箱以及火焰圖像獲取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火災(zāi)檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠?qū)⑼荤R頭獲取的光學(xué)圖像同時(shí)提
供給不同的圖像采集裝置并且圖像采集裝置可更換的火焰圖像獲取設(shè)備和用于該火焰圖 像獲取設(shè)備的機(jī)箱。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各種高層的建筑群體不斷涌現(xiàn)。在高層建筑中，人口密集、
財(cái)產(chǎn)集中，其消防安全問(wèn)題就凸現(xiàn)出來(lái)。傳統(tǒng)的火災(zāi)檢測(cè)技術(shù)主要有感溫、感煙、感光及復(fù)
合型等模式。這些技術(shù)不僅在靈敏度和可靠性方面有待提高，而且不能對(duì)火災(zāi)最初的信號(hào)
做出反應(yīng)。因此，近年來(lái)積極研究圖像型火災(zāi)檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)可在多粉塵、高濕度的室內(nèi)
環(huán)境中使用，對(duì)火災(zāi)初始信號(hào)具有很高的靈敏度，具有很好的應(yīng)用前景。
美國(guó)專利申請(qǐng)US 2008/0136934A1公開(kāi)了一種火焰檢測(cè)的方法和設(shè)備，公開(kāi)號(hào)為
CN 101315667A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種室外早期火災(zāi)多種特征綜合識(shí)別方法，公開(kāi)號(hào)
為CN 101316371A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種火焰方法及裝置。但上述這些設(shè)備和方法中
的圖像型火焰檢測(cè)的視頻獲取是通過(guò)普通的攝像頭實(shí)現(xiàn)的，所獲取的視頻內(nèi)容是整個(gè)監(jiān)控
場(chǎng)景的內(nèi)容。因此智能圖像處理單元需要對(duì)獲取的整個(gè)監(jiān)控場(chǎng)景內(nèi)容進(jìn)行分析。當(dāng)監(jiān)控場(chǎng)
景中存在自然光、日光燈、地面反光等可見(jiàn)光時(shí)，由于智能圖像處理很難將這些可見(jiàn)光與火
焰區(qū)分開(kāi)，這就增加了智能圖像處理的難度，影響了火焰檢測(cè)的準(zhǔn)確性、可靠性。
公告號(hào)為CN201111680Y的中國(guó)實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種具有干擾光過(guò)濾機(jī)構(gòu)的
視頻火焰識(shí)別裝置，其中在攝像頭前方設(shè)置了干擾光過(guò)濾機(jī)構(gòu)，使得攝像頭所采集到的圖
像是濾除了部分波長(zhǎng)的光的圖像，因此該裝置無(wú)法采集現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)再現(xiàn)圖像，無(wú)法輸出包
含火焰周圍情況的現(xiàn)場(chǎng)圖像，不利于后期進(jìn)行防誤報(bào)警處理以及以后的現(xiàn)場(chǎng)分析。美國(guó)專
利申請(qǐng)US2005/0012626A1公開(kāi)了一種類似的火焰檢測(cè)方法。公開(kāi)號(hào)為CN1432798A的中國(guó)
專利申請(qǐng)也公開(kāi)了 一種火焰探測(cè)裝置，它利用光衰減濾光器來(lái)衰減火焰發(fā)射的波長(zhǎng)在可見(jiàn)
光到近紅外波段之間的光，并且由成像器拍攝經(jīng)衰減入射到其上的光的圖像。
上述方法和裝置都考慮了利用濾光器濾除可能造成誤報(bào)或漏報(bào)的干擾光，但是它
們都沒(méi)有考慮到獲取現(xiàn)場(chǎng)火焰周邊的真實(shí)圖像，從而可能造成信息遺漏或者無(wú)法通過(guò)進(jìn)一
步分析防止誤報(bào)。
公開(kāi)號(hào)為CN101105886A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種雙波段圖象識(shí)別火災(zāi)探測(cè)報(bào) 警系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。該系統(tǒng)包括雙波段圖像探測(cè)器，該雙波段圖像探測(cè)器包括一對(duì)并 列排布的CCD攝像裝置，其中一個(gè)CCD攝像裝置前安裝紅外濾光片，形成紅外圖像和彩色 圖像兩種不同波段的視頻信號(hào)。按照該技術(shù)方案，火災(zāi)報(bào)警的準(zhǔn)確度得到了提高。但是， CN101105886A中公開(kāi)的火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)必須要對(duì)鏡頭進(jìn)行紅外區(qū)校正，要以明 火為參照物調(diào)整鏡頭位置使得彩色視頻和紅外視頻圖像清晰。此外，該系統(tǒng)不能在顯示彩 色圖像的同時(shí)，標(biāo)示出疑似為火焰的區(qū)域，以提示操作人員注意并進(jìn)行人工判斷。此外，雖 然使用了紅外通道，但是仍然需要對(duì)紅外通道和彩色通道兩個(gè)通道的圖像進(jìn)行分析處理，然后比對(duì)出位置重疊的可疑區(qū)域，以此提高報(bào)警準(zhǔn)確度，結(jié)果造成數(shù)據(jù)處理量不降反增，增 加了處理時(shí)間和計(jì)算復(fù)雜度，導(dǎo)致系統(tǒng)成本升高。此外，由于兩個(gè)CCD攝像裝置所采集的圖 像并非完全一致并且不能根據(jù)情況更換攝像裝置，因此應(yīng)用成本較高，而且校正的操作困 難。
綜上所述，目前迫切需要一種能夠?qū)⑼荤R頭獲取的光學(xué)圖像同時(shí)提供給不同的 圖像采集裝置并且能夠利用多個(gè)可更換的不同圖像采集裝置的特性針對(duì)相同的場(chǎng)景圖像 進(jìn)行不同處理的火焰圖像獲取設(shè)備。
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于在改善火焰檢測(cè)的準(zhǔn)確度并且降低誤報(bào)和漏報(bào) 率的同時(shí)，能夠?qū)⑼荤R頭獲取的光學(xué)圖像同時(shí)提供給不同的圖像采集裝置并且能夠利用 多個(gè)可更換的不同圖像采集裝置的特性針對(duì)相同的場(chǎng)景圖像進(jìn)行不同處理，以提高火焰檢 測(cè)性能。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，按照本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種用于火焰圖像獲取設(shè) 備的機(jī)箱，包括基板；鏡頭；和分光單元，與所述鏡頭相耦合并且安裝在所述基板上，用于 將進(jìn)入所述鏡頭的光分為兩路或更多路，所述分光單元具有兩個(gè)或多個(gè)輸出端口 ，每個(gè)輸 出端口輸出一路光，所述輸出端口用于與圖像采集裝置的自身鏡頭不漏光地嚴(yán)密對(duì)接。 按照本發(fā)明的第二個(gè)方面，還提供了一種火焰圖像獲取設(shè)備，包括基板；鏡頭； 分光單元，與所述鏡頭相耦合并且安裝在所述基板上，用于將進(jìn)入所述鏡頭的光分為兩路 或更多路，所述分光單元具有兩個(gè)或多個(gè)輸出端口 ，每個(gè)輸出端口輸出一路光；和兩個(gè)或更 多個(gè)不同的圖像采集裝置，可拆卸地安放在所述基板上，各個(gè)所述圖像采集裝置的自身鏡 頭可拆卸地與分光單元的輸出端口之一不漏光地嚴(yán)密對(duì)接。


圖1示出了按照本發(fā)明的用于火焰圖像獲取設(shè)備的機(jī)箱的示意圖；
圖2示出了按照本發(fā)明的火焰圖像獲取設(shè)備的頂視圖；禾口
圖3示出了按照本發(fā)明的火焰圖像獲取設(shè)備中的鏡頭和分光單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的 簡(jiǎn)化示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施方式。但是下面參照附圖給出的詳 細(xì)介紹僅僅是示范性的，并不是限定性的，本發(fā)明并不局限于下文給出的具體實(shí)施方式
。 圖1示出了按照本發(fā)明的用于火焰圖像獲取設(shè)備1的機(jī)箱的示意圖。如圖1所 示，按照本發(fā)明的用于火焰圖像獲取設(shè)備1的機(jī)箱包括基板17、鏡頭10、分光單元11、圖 像處理單元13，此外，根據(jù)需要，該火焰圖像獲取設(shè)備1還包括頂板15、側(cè)板16和18。如 圖1所示，鏡頭10安裝在分光單元11上，分光單元11將進(jìn)入鏡頭10的光分光為相同的兩 路，分別從分光單元ll的輸出端口 12a和12b輸出。圖像處理單元13具有兩個(gè)輸入端，分 別用于接收來(lái)自不同圖像采集裝置的輸出信號(hào)，并且圖像處理單元13具有輸出端14。分 光單元11和圖像處理單元13固定在基板17上，它們之間間隔開(kāi)一定的距離，以供安放圖

發(fā)明內(nèi)容
5像采集裝置。按照本發(fā)明，可以在分光單元11與圖像處理單元13之間安放兩個(gè)不同的圖 像采集裝置。例如，可以安放一個(gè)全光譜攝像機(jī)和一個(gè)特定光譜攝像機(jī)。如圖l所示，分光 單元11將進(jìn)入鏡頭10的光分為兩路，然而，根據(jù)應(yīng)用的實(shí)際情況，可以將分光單元11設(shè)置 為能夠?qū)⑦M(jìn)入鏡頭10的光分為三路或更多路。這樣，分光單元11與圖像處理單元13之間 就可以安裝三個(gè)或更多個(gè)不同的圖像采集裝置，而且圖像處理單元13也可以相應(yīng)地具有 三個(gè)或更多個(gè)輸入端。當(dāng)然，根據(jù)需要，圖像處理單元13也可以具有多個(gè)輸出端，分別用于 輸出不同的信號(hào)。此外，基板17上還設(shè)置有用于固定多個(gè)圖像采集裝置的固定器具(未示 出)，例如夾具、固定螺釘?shù)?，從而使得圖像采集裝置可拆卸地安裝在基板17上。再有，雖然 圖中未示出，用于火焰圖像獲取設(shè)備1的機(jī)箱還包括為圖像處理單元13和多個(gè)圖像采集裝 置供電的電源接口。這些供電接口可以設(shè)置在基板17上，并且可以在基板17上形成印刷 電路來(lái)為這些電源接口供電，而印刷電路的電源是通過(guò)導(dǎo)線從外部引入的直流電源。此外， 這些供電接口也可以通過(guò)與它們連接的穿過(guò)頂板15或側(cè)板16或18上的通孔的導(dǎo)線而不 固定地放置在用于火焰圖像獲取設(shè)備1的機(jī)箱內(nèi)，就象常規(guī)電氣設(shè)備中所采用的電源接口 那樣，例如計(jì)算機(jī)主機(jī)中使用的電源接口。當(dāng)然在基板17上還可以設(shè)置有變壓器，從而將 從外部引入的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源。此外，也可以采用電池為火焰圖像獲取設(shè)備1供 電，供電電池可以設(shè)置在基板17上，也可以設(shè)置在側(cè)板、頂板上，或者設(shè)置在火焰圖像獲取 設(shè)備1外部。
在使用時(shí)，根據(jù)應(yīng)用要求將不同的圖像采集裝置固定在基板17上，使它們處于分 光單元11與圖像處理單元13之間，并且使各個(gè)圖像采集裝置自身的鏡頭分別與分光單元 11的輸出端口 12a和12b不漏光地嚴(yán)密對(duì)接。為了不漏光地嚴(yán)密對(duì)接，輸出端口 12a和12b 的內(nèi)徑可以等于圖像采集裝置自身鏡頭的外徑，使得圖像采集裝置自身鏡頭能夠插入到輸 出端口 12a和12b內(nèi)。此外或另外，可以使用不透光的套管將輸出端口與圖像采集裝置的 自身鏡頭對(duì)接著包裹起來(lái)。優(yōu)選地，所述套管具有彈性?；蛘咻敵龆丝?12a和12b上帶有 具有內(nèi)螺紋的套筒，圖像采集裝置的自身鏡頭上帶有外螺紋，從而可以借助螺紋嚙合實(shí)現(xiàn) 輸出端口與圖像采集裝置自身鏡頭的不漏光嚴(yán)密連接。將輸出端口 12a和12b與圖像采集 裝置的自身鏡頭不漏光地嚴(yán)密對(duì)接可以采用多種多樣的技術(shù)，這些技術(shù)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人 員是公知的。
在使用時(shí)，在將圖像采集裝置固定在基板17上并且使圖像采集裝置的自身鏡頭 與分光單元ll的輸出端口 12a和12b嚴(yán)密對(duì)接后，可以通過(guò)連接線將圖像采集裝置的輸出 端與圖像處理單元的輸入端連接起來(lái)。
圖2示出了按照本發(fā)明的火焰圖像獲取設(shè)備1的頂視圖。如圖2所示，圖像采集 裝置19和20安裝在分光單元11和圖像處理單元13之間并且圖像采集裝置19和20的自 身鏡頭分別與分光單元11的輸出端口 12a和12b不漏光地嚴(yán)密對(duì)接，并且圖像采集裝置19 和20的輸出端分別與圖像處理單元13的輸入端之一連接(未示出)。 圖3示出了按照本發(fā)明的火焰圖像獲取設(shè)備1中的鏡頭IO和分光單元11的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化示意圖。如圖3所示，分光單元11包括分光器110。分光器110將從鏡頭IO進(jìn) 入的光分光為兩路，一路送往輸出端口 12a，另一路送往12b。當(dāng)然，除了分光器110之外， 分光單元11還包括其它的構(gòu)成從分光器110到輸出端口 12a和12b之間的光路的光學(xué)器 件。此外，分光單元11可以僅僅包括單獨(dú)一個(gè)分光器，從而將從鏡頭io進(jìn)入的光分成兩
6路，也可以包括由一組分光器組成的分光器組，從而將從鏡頭IO進(jìn)入的光分為更多路。這
樣，可以將從單獨(dú)一個(gè)鏡頭io進(jìn)入的光分成至少兩路，以分別提供給至少兩個(gè)不同的圖像
采集裝置。
按照本發(fā)明，圖像采集裝置19和20可以分別是全光譜攝像機(jī)和特定光譜攝像機(jī)。 全光譜攝像機(jī)是指不對(duì)入射光進(jìn)行濾光的攝像機(jī)。特定光譜攝像機(jī)是指對(duì)入射光進(jìn)行濾 光，從而僅對(duì)特定光譜范圍內(nèi)的光進(jìn)行成像的攝像機(jī)。例如，全光譜攝像機(jī)是常規(guī)攝像機(jī)， 而特定光譜攝像機(jī)是加裝了濾光片的攝像機(jī)。當(dāng)然，圖像采集裝置19和20也可以是在其 它任何成像性能方面存在區(qū)別的圖像采集裝置。
按照本發(fā)明，根據(jù)需要，火焰圖像獲取設(shè)備1可以包括可以拆卸的頂板15、側(cè)板16 和18。在應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際需要在所述火焰圖像設(shè)備1的基板17上安裝不同的圖像采 集裝置，而且，可以根據(jù)環(huán)境的變化，拆開(kāi)頂板15、側(cè)板16和18，更換符合環(huán)境要求的圖像 采集裝置。
圖像處理單元13用于對(duì)來(lái)自不同的圖像采集裝置19和20的圖像信號(hào)進(jìn)行不同 的處理。例如，當(dāng)圖像采集裝置19是濾除自然光、日光燈光、地面反光等干擾的特定光譜攝 像機(jī)且圖像采集裝置20是全光譜攝像機(jī)時(shí)，圖像處理單元13可以從圖像采集裝置19輸出 的圖像信號(hào)中直接檢測(cè)出火焰區(qū)域，并且根據(jù)檢測(cè)出的火焰區(qū)域從圖像采集裝置20輸出 的全光譜圖像信號(hào)中確定出火焰區(qū)域并且加以標(biāo)注，并輸出帶有標(biāo)注標(biāo)記的全光譜圖像信 號(hào)。圖像處理單元13可以如上所述那樣對(duì)不同的圖像采集裝置19和20輸出的圖像信號(hào) 進(jìn)行不同的處理并且輸出綜合結(jié)果，也可以分別對(duì)不同的圖像采集裝置19和20輸出的圖 像信號(hào)進(jìn)行不同的處理并且分別輸出所述不同的處理結(jié)果。當(dāng)然，在后一種情況下，圖像處 理單元13具有多個(gè)與不同處理結(jié)果相對(duì)應(yīng)的輸出端。例如，圖像處理單元13可以從圖像 采集裝置19輸出的圖像信號(hào)中直接檢測(cè)出火焰區(qū)域，隨后對(duì)檢測(cè)出的火焰區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一 步分析以確定其確實(shí)為火焰區(qū)域，然后通過(guò)相應(yīng)的輸出端發(fā)出告警信號(hào)，來(lái)驅(qū)動(dòng)相連的外 部告警聯(lián)動(dòng)設(shè)備；同時(shí)，圖像處理單元13在從圖像采集裝置20輸出的全光譜圖像信號(hào)中標(biāo) 注出經(jīng)過(guò)確定的火焰區(qū)域并且通過(guò)另一輸出端輸出帶有標(biāo)注標(biāo)記的全光譜圖像信號(hào)，以供 顯示器顯示。上述例舉的功能可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員采用常規(guī)技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。 按照本發(fā)明的火焰圖像獲取設(shè)備對(duì)于應(yīng)用場(chǎng)合和環(huán)境具有非常高的適應(yīng)度，通過(guò) 根據(jù)應(yīng)用情形更換圖像采集裝置，能夠適應(yīng)多種多樣的環(huán)境。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，應(yīng)當(dāng) 理解，本發(fā)明并不限于這里所描述的實(shí)現(xiàn)方案，這些實(shí)現(xiàn)方案描述的目的在于幫助本領(lǐng)域
中的技術(shù)人員實(shí)踐本發(fā)明。任何本領(lǐng)域中的技術(shù)人員很容易在不脫離本發(fā)明精神和范圍 的情況下進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，因此本發(fā)明只受到本發(fā)明權(quán)利要求
的內(nèi)容和范圍的限 制，其意圖涵蓋所有包括在由所附權(quán)利要求
所限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的備選方案和等 同方案。
權(quán)利要求
一種用于火焰圖像獲取設(shè)備的機(jī)箱，包括基板；鏡頭；和分光單元，與所述鏡頭相耦合并且安裝在所述基板上，用于將進(jìn)入所述鏡頭的光分為兩路或更多路，所述分光單元具有兩個(gè)或多個(gè)輸出端口，每個(gè)輸出端口輸出一路光，所述輸出端口用于與圖像采集裝置的自身鏡頭不漏光地嚴(yán)密對(duì)接。
2. 按照權(quán)利要求
1所述的用于火焰圖像獲取設(shè)備的機(jī)箱，此外還包括 圖像處理單元，安裝在所述基板上并且具有兩個(gè)或更多個(gè)輸入端，用于接收兩個(gè)或更多個(gè)圖像采集裝置輸出的圖像信號(hào)并且分別對(duì)這些圖像信號(hào)進(jìn)行不同的處理。
3. 按照權(quán)利要求
2所述的用于火焰圖像獲取設(shè)備的機(jī)箱，其中，在所述基板上，介于所 述分光單元與所述圖像處理單元之間，設(shè)置有用于固定兩個(gè)或更多個(gè)圖像采集裝置的固定 器具。
4. 按照權(quán)利要求
1所述的用于火焰圖像獲取設(shè)備的機(jī)箱，此外還包括頂板和側(cè)板，分 別用于覆蓋所述用于火焰圖像獲取設(shè)備的機(jī)箱的頂面和側(cè)面。
5. 按照權(quán)利要求
1所述的用于火焰圖像獲取設(shè)備的機(jī)箱，其中所述分光單元包括分光 器或分光器組。
6. 按照權(quán)利要求
2所述的用于火焰圖像獲取設(shè)備的機(jī)箱，此外還包括用于為圖像處理 單元和兩個(gè)或更多個(gè)圖像采集裝置供電的電源接口。
7. —種火焰圖像獲取設(shè)備，包括 基板；鏡頭；分光單元，與所述鏡頭相耦合并且安裝在所述基板上，用于將進(jìn)入所述鏡頭的光分為 兩路或更多路，所述分光單元具有兩個(gè)或多個(gè)輸出端口 ，每個(gè)輸出端口輸出一路光；禾口兩個(gè)或更多個(gè)不同的圖像采集裝置，可拆卸地安放在所述基板上，各個(gè)所述圖像采集 裝置的自身鏡頭可拆卸地與分光單元的輸出端口之一不漏光地嚴(yán)密對(duì)接。
8. 按照權(quán)利要求
7所述的火焰圖像獲取設(shè)備，此外還包括圖像處理單元，安裝在所述基板上并且具有兩個(gè)或更多個(gè)輸入端，用于接收所述兩個(gè) 或更多個(gè)不同的圖像采集裝置輸出的兩路或更多路圖像信號(hào)并且分別對(duì)這些圖像信號(hào)進(jìn) 行不同的處理；。
9. 按照權(quán)利要求
7所述的火焰圖像獲取設(shè)備，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)不同的圖像采 集裝置包括全光譜攝像機(jī)和特定光譜攝像機(jī)。
10. 按照權(quán)利要求
8所述的火焰圖像獲取設(shè)備，其中，在所述基板上，介于所述分光單 元與所述圖像處理單元之間，設(shè)置有用于所述固定兩個(gè)或更多個(gè)不同的圖像采集裝置的固 定器具。
11. 按照權(quán)利要求
7所述的火焰圖像獲取設(shè)備，此外還包括頂板和側(cè)板，分別用于覆蓋 所述火焰圖像獲取設(shè)備的頂面和側(cè)面。
12. 按照權(quán)利要求
7所述的火焰圖像獲取設(shè)備，其中所述分光單元包括分光器或分光 器組。
13. 按照權(quán)利要求
8所述的火焰圖像獲取設(shè)備，此外還包括用于為圖像處理單元和兩水或更多個(gè)圖像采集裝置供電的電源接口
專利摘要
本發(fā)明提供了一種用于火焰圖像獲取設(shè)備的機(jī)箱以及火焰圖像獲取設(shè)備，包括基板；鏡頭；分光單元，與所述鏡頭相耦合并且安裝在所述基板上，用于將進(jìn)入所述鏡頭的光分為兩路或更多路，所述分光單元具有兩個(gè)或多個(gè)輸出端口，每個(gè)輸出端口輸出一路光；和兩個(gè)或更多個(gè)不同的圖像采集裝置，可拆卸地安放在所述基板上，各個(gè)所述圖像采集裝置的自身鏡頭可拆卸地與分光單元的輸出端口之一不漏光地嚴(yán)密對(duì)接。
文檔編號(hào)H04N5/225GKCN101764928SQ200910089917
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年7月28日
發(fā)明者于君, 楊達(dá), 王占寧, 班華忠 申請(qǐng)人:北京智安邦科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan