專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于圖像火焰定位的消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種消防水炮滅火系統(tǒng)，具體是指一種基于圖像火焰定位的消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有消防水炮滅火系統(tǒng)，其探測(cè)部分大多采用煙感、溫感等傳感器探測(cè)，它們一般只較適用小空間內(nèi)的火災(zāi)探測(cè)，而在大空間里的火災(zāi)探測(cè)及滅火存在諸多不足。目前針對(duì)大空間里的火災(zāi)探測(cè)及滅火，有采用視頻圖像加紅外圖像同時(shí)采集方式，視頻圖像采用人工監(jiān)控，紅外圖像用于尋找火源，由于它們的控制方式為開(kāi)環(huán)控制，只能控制消防水炮大致方向噴水滅火，不能完全對(duì)準(zhǔn)火源，而且對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的風(fēng)向、風(fēng)力、水壓等條件發(fā)生變化時(shí)不能及時(shí)修正水柱噴灑方向。另外，即使大空間內(nèi)安裝多個(gè)消防水炮自動(dòng)滅火裝置，它們?nèi)绾蜗嗷ヅ浜瞎ぷ鬟_(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)火源及有效滅火也十分關(guān)鍵。針對(duì)所述的各個(gè)問(wèn)題及因素，本發(fā)明人提出了一種基于圖像火焰定位的消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，本案由此產(chǎn)生。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于圖像火焰定位的消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，通過(guò)多區(qū)域式的閉環(huán)控制，能夠及時(shí)且實(shí)時(shí)自動(dòng)掃描定位火焰并進(jìn)行有效滅火。為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:一種基于圖像火焰定位的消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，包括人機(jī)處理界面、中央控制處理器、多路圖像采集卡及若干組區(qū)域模塊組，每組該區(qū)域模塊組包括核心處理模塊、炮體聯(lián)動(dòng)模塊及攝像頭；所述人機(jī)處理界面與所述中央控制處理器雙向電連接，各組的所述核心處理模塊的一控制端均雙向電連接至所述中央控制處理器的控制端,另一控制端與各自組的所述炮體聯(lián)動(dòng)模塊的控制端雙向電連接；各組的所述攝像頭上均添設(shè)有波段對(duì)應(yīng)為火焰波段的濾光片，該各組的所述攝像頭安裝在各自組的所述炮體聯(lián)動(dòng)模塊的炮體的上方，并且各組的所述攝像頭均電連接至所述多路圖像采集卡的輸入端，該多路圖像采集卡的輸出端電連接至所述中央控制處理器的數(shù)據(jù)輸入端。采用上述方案后，本實(shí)用新型一種基于圖像火焰定位的消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，工作時(shí)，各組區(qū)域模塊組的攝像頭工作，并且將所得的圖像信息傳送給多路圖像采集卡，多路圖像采集卡再將各組的相關(guān)信息傳送至中央控制處理器，由該中央控制處理器分析并處理傳送來(lái)的信息，當(dāng)分析處于某個(gè)或某些區(qū)域內(nèi)有火情，由中央控制處理器發(fā)出相應(yīng)控制指令給對(duì)應(yīng)組的核心處理模塊，該組核心處理模塊接收指令后控制相應(yīng)炮體聯(lián)動(dòng)模塊的炮體上下左右運(yùn)動(dòng)并噴水，最終實(shí)現(xiàn)火焰定位并準(zhǔn)確滅火。所述核心處理模塊還能夠?qū)⑴隗w聯(lián)動(dòng)模塊的炮體運(yùn)動(dòng)中的具體位姿信息反饋給中央控制處理器，圖像采集信息及炮體運(yùn)動(dòng)控制情況均構(gòu)成閉合控制，以便于時(shí)時(shí)準(zhǔn)確定位火焰并及時(shí)對(duì)炮體的位姿作出調(diào)整。另外所述若干組區(qū)域模塊組均受中央控制處理器統(tǒng)一控制，該種設(shè)計(jì)方式使整個(gè)系統(tǒng)可以發(fā)揮探測(cè)的最大優(yōu)勢(shì)，及時(shí)探測(cè)并由就近區(qū)域的區(qū)域模塊組實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描定位滅火。

圖1是本新型消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)的工作原理圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明人機(jī)處理界面I中央控制處理器2區(qū)域模塊組3核心處理模塊31炮體聯(lián)動(dòng)申旲塊32攝像頭33多路圖像采集卡 具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。本新型涉及一種基于圖像火焰定位的消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，如圖1所示，包括人機(jī)處理界面1、中央控制處理器2、多路圖像采集卡4及若干組區(qū)域模塊組3，該若干組區(qū)域模塊組3分別安裝在一大空間劃分的各個(gè)區(qū)域內(nèi)，設(shè)置的組數(shù)根據(jù)實(shí)際情況而定，每組所述區(qū)域模塊組3包括核心處理模塊31、炮體聯(lián)動(dòng)模塊32及攝像頭33。所述人機(jī)處理界面I與中央控制處理器2進(jìn)行雙向電連接，各組的核心處理模塊31的一控制端均雙向電連接至中央控制處理器2的控制端，另一控制端與各自組的炮體聯(lián)動(dòng)模塊32的控制端雙向電連接；各組的所述攝像頭33安裝在各自組的炮體聯(lián)動(dòng)模塊32的炮體的上方，并且各組的所述攝像頭33均電連接至多路圖像采集卡4的輸入端，該多路圖像采集卡4的輸出端電連接至中央控制處理器I的數(shù)據(jù)輸入端。核心處理模塊31主要用于控制炮體聯(lián)動(dòng)模塊32及反饋炮體聯(lián)動(dòng)模塊32的炮體的運(yùn)動(dòng)情況，炮體聯(lián)動(dòng)模塊32主要包括炮體以及輔助該炮體運(yùn)動(dòng)及檢測(cè)定位等輔助部件?；鹧嫣幚砩戏譃榛鹧骒o態(tài)特征處理及火焰動(dòng)態(tài)特征處理，在火焰靜態(tài)特征處理上，可以采用8mm焦距，1/3英寸的CMOS模擬攝像頭做為采集圖像源，利用火焰靜態(tài)特征的特點(diǎn)，火焰在波段上區(qū)分于別的發(fā)光物體，通過(guò)在模擬攝像頭的傳感器上添加特定波段(對(duì)應(yīng)火焰波段)的濾光片，濾除其它發(fā)光源的干擾，實(shí)現(xiàn)基本的硬件處理。對(duì)于火焰動(dòng)態(tài)特征上采用上位機(jī)(即中央控制處理器2)控制處理，通過(guò)多路采集卡4從模擬攝像頭中得到圖像信息，傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，通過(guò)directshow進(jìn)一步提取圖像信息，將提取的圖像信息在上位機(jī)里利用VS2008這一計(jì)算機(jī)視覺(jué)軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)圖像處理，然后利用opencv的圖像處理功能，利用背景更新和混合高斯模型進(jìn)一步去除其余動(dòng)態(tài)且非火源物體的干擾，針對(duì)火焰圖像圓形度，頻率，面積變化，尖角特征等火焰特征，排除光源造成的干擾，利用膨脹，腐蝕，八方向生長(zhǎng)等方法實(shí)現(xiàn)保證火焰信息的完整性，從而剝離出火焰信息，保證后續(xù)工作處理。工作時(shí)，一級(jí)火災(zāi)報(bào)警信息傳輸至中央控制處理器2，之后由各組區(qū)域模塊組3的攝像頭33工作，并且將所得的圖像信息傳送給多路圖像采集卡4，多路圖像采集卡4再將各組的相關(guān)信息傳送至中央控制處理器2，由該中央控制處理器2分析并處理傳送來(lái)的信息，當(dāng)分析處于某個(gè)或某些區(qū)域內(nèi)有火情， 由中央控制處理器2發(fā)出相應(yīng)控制指令給對(duì)應(yīng)組的核心處理模塊31，該組核心處理模塊31接收指令后控制炮體聯(lián)動(dòng)模塊32，通過(guò)光耦、繼電器等電力元件控制炮體上下左右運(yùn)動(dòng)并噴水，最終實(shí)現(xiàn)火焰定位并準(zhǔn)確滅火。所述核心處理模塊31還能夠?qū)⑴隗w運(yùn)動(dòng)中的具體位姿信息反饋給中央控制處理器2，從而圖像采集信息及炮體運(yùn)動(dòng)控制情況均構(gòu)成閉合控制，以便于系統(tǒng)時(shí)時(shí)準(zhǔn)確定位火焰并及時(shí)對(duì)炮體的位姿作出調(diào)整。所述若干組區(qū)域模塊組3均受中央控制處理器2統(tǒng)一控制，該種設(shè)計(jì)方式使整個(gè)系統(tǒng)可以發(fā)揮探測(cè)的最大優(yōu)勢(shì)，及時(shí)探測(cè)并且由就近區(qū)域的區(qū)域模塊組實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描定位滅火。所述將各組的攝像頭33安裝在各自組的炮體聯(lián)動(dòng)模塊32的炮體的上方，滅火的范圍是以炮體為中心的一定范圍(例如50m)的大空間，攝像頭33其掃描滅火分為兩個(gè)步驟，第一步是以一低角度進(jìn)行360°掃描，若在掃描過(guò)程中發(fā)現(xiàn)火源，先將火源橫坐標(biāo)移至畫(huà)面中心，再調(diào)節(jié)縱坐標(biāo)至畫(huà)面中心，從而使得炮體的炮口對(duì)準(zhǔn)火源，若未發(fā)現(xiàn)火源，抬高角度進(jìn)行二次掃描；第二步是通過(guò)得到的炮口角度和炮體的安裝高度，算出火焰離炮體的距離，通過(guò)拋物線補(bǔ)償算法，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)噴水滅火。綜上，本案消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)特別適用于大空間里的火災(zāi)探測(cè)及滅火，利用價(jià)格低廉、使用廣泛的監(jiān)控?cái)z像頭獲取圖像信息，然后基于火焰靜動(dòng)態(tài)特征，從場(chǎng)景中，剝離出具體的火焰信息，獲得火焰中心的具體坐標(biāo)，并且結(jié)合閉合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及多區(qū)域分布設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異地自動(dòng)控制精準(zhǔn)定位火焰及精準(zhǔn)噴水滅火。上述實(shí)施例和圖式并非限定本實(shí)用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專(zhuān)利范疇。
權(quán)利要求1.一種基于圖像火焰定位的消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，其特征在于:包括人機(jī)處理界面、中央控制處理器、多路圖像采集卡及若干組區(qū)域模塊組，每組該區(qū)域模塊組包括核心處理模塊、炮體聯(lián)動(dòng)模塊及攝像頭；所述人機(jī)處理界面與所述中央控制處理器雙向電連接，各組的所述核心處理模塊的一控制端均雙向電連接至所述中央控制處理器的控制端，另一控制端與各自組的所述炮體聯(lián)動(dòng)模塊的控制端雙向電連接；各組的所述攝像頭上均添設(shè)有波段對(duì)應(yīng)為火焰波段的濾光片，該各組的所述攝像頭安裝在各自組的所述炮體聯(lián)動(dòng)模塊的炮體的上方，并且各組的所述攝像頭均電連接至所述多路圖像采集卡的輸入端，該多路圖像采集卡的輸出端電連接至所述中央控制處理器的數(shù)據(jù)輸入端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種基于圖像火焰定位的消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，包括人機(jī)處理界面、中央控制處理器、多路圖像采集卡及若干組區(qū)域模塊組，每組區(qū)域模塊組包括核心處理模塊、炮體聯(lián)動(dòng)模塊及攝像頭；本案消防水炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)特別適用于大空間里的火災(zāi)探測(cè)及滅火，利用價(jià)格低廉、使用廣泛的監(jiān)控?cái)z像頭獲取圖像信息，然后基于火焰靜動(dòng)態(tài)特征，從場(chǎng)景中，剝離出具體的火焰信息，獲得火焰中心的具體坐標(biāo)，并且結(jié)合閉合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及多區(qū)域分布設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異地自動(dòng)控制精準(zhǔn)定位火焰及精準(zhǔn)噴水滅火。
文檔編號(hào)A62C37/36GK203001759SQ20132001002
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者馬森晨, 陳秀玉 申請(qǐng)人:天廣消防股份有限公司