本發(fā)明涉及消防，特別是指一種防止人員誤傷的圖像型自動(dòng)消防水炮滅火方法。

背景技術(shù)：

1、火災(zāi)是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會(huì)發(fā)展的主要災(zāi)害之一，火災(zāi)報(bào)警、定位與撲滅系統(tǒng)是關(guān)系到人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的重要裝備。當(dāng)前，消防水炮是遠(yuǎn)距離撲救火災(zāi)的重要消防設(shè)備，通常配合各種火災(zāi)探測(cè)設(shè)備構(gòu)成滅火系統(tǒng)。隨著技術(shù)的發(fā)展，基于圖像探測(cè)定位技術(shù)的自動(dòng)消防水炮及其探測(cè)、報(bào)警、定位和撲滅的系統(tǒng)在室內(nèi)大空間的應(yīng)用已經(jīng)逐步走向成熟，在各種室內(nèi)場(chǎng)合大量布設(shè)，目前的消防水炮系統(tǒng)由多個(gè)單位組成，包括消防水泵、管道、控制設(shè)備、區(qū)域設(shè)備以及中央系統(tǒng)等，一旦檢測(cè)到明火的存在，該系統(tǒng)就會(huì)對(duì)著火點(diǎn)進(jìn)行有效的鎖定，并且調(diào)整噴水槍口，采取有效的噴水降火處理，可以在最短的時(shí)間內(nèi)消滅火情，同時(shí)向外界傳遞火災(zāi)信號(hào)，大大提高了室內(nèi)大空間環(huán)境下的安全水平。

2、目前的消防水炮可以自動(dòng)識(shí)別場(chǎng)景中的火災(zāi)并進(jìn)行自動(dòng)滅火，但由于其對(duì)場(chǎng)景中的人員不能進(jìn)行有效的識(shí)別，故在滅火過(guò)程中可能會(huì)對(duì)滅火路徑上的人員造成傷害。尤其是在密集人群或復(fù)雜環(huán)境下，水炮系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別人員距離和位置，增加了誤傷的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防止人員誤傷的圖像型自動(dòng)消防水炮滅火方法，可對(duì)場(chǎng)景中的火災(zāi)實(shí)施定位和自動(dòng)瞄準(zhǔn)滅火，同時(shí)在此過(guò)程中，會(huì)對(duì)滅火路徑危險(xiǎn)范圍內(nèi)的人員進(jìn)行距離判定，判斷是否有人員誤傷風(fēng)險(xiǎn)并采取措施來(lái)防止人員誤傷。所述技術(shù)方案如下：

2、一種防止人員誤傷的圖像型自動(dòng)消防水炮滅火方法，包括：

3、將單目相機(jī)安裝在消防水炮上，所述單目相機(jī)的光軸與所述消防水炮的槍頭的中軸線(xiàn)平行設(shè)置；

4、所述單目相機(jī)將當(dāng)前周?chē)h(huán)境的視頻信息傳送至上位機(jī)，所述上位機(jī)基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測(cè)方法識(shí)別當(dāng)前周?chē)h(huán)境是否存在火源；

5、若當(dāng)前環(huán)境中存在火源：

6、所述上位機(jī)控制所述消防水炮的槍頭在水平面的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述單目相機(jī)對(duì)準(zhǔn)火源位置在水平方向的中心；

7、當(dāng)所述單目相機(jī)對(duì)準(zhǔn)火源位置在水平方向的中心，基于幾何三角形原理，計(jì)算所述單目相機(jī)與所述火源的水平距離；

8、所述上位機(jī)控制所述消防水炮的槍頭在豎直方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述防水炮的槍頭對(duì)準(zhǔn)火源位置的中心；

9、當(dāng)所述防水炮的槍頭對(duì)準(zhǔn)火源位置的中心時(shí)，根據(jù)所述單目相機(jī)與所述火源的水平距離，判斷消防水炮的水炮發(fā)射區(qū)域內(nèi)是否存在人員；

10、若不存在人員，則控制消防水炮發(fā)射水炮；

11、若存在人員，則發(fā)出警報(bào)，直至人員不在水炮發(fā)射區(qū)域內(nèi)。

12、可選地，所述上位機(jī)基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測(cè)方法識(shí)別當(dāng)前周?chē)h(huán)境是否存在火源包括：

13、所述上位機(jī)基于yolov5模型識(shí)別當(dāng)前周?chē)h(huán)境是否存在火源；

14、所述yolov5模型包括：輸入端、backbone、neck和head。

15、可選地，所述計(jì)算所述單目相機(jī)與所述火源的水平距離的公式為公式(1)：

16、

17、其中，d相為所述單目相機(jī)與所述火源的水平距離，(u0，v0)為所述單目相機(jī)的光軸與像平面的交點(diǎn)，f為所述單目相機(jī)的有效焦距，h水為所述消防水炮的高度，α為所述單目相機(jī)的俯仰角，(u,v)為所述火源底部中心點(diǎn)s在像平面上的投影坐標(biāo)。

18、可選地，所述判斷消防水炮的水炮發(fā)射區(qū)域內(nèi)是否存在人員的規(guī)則包括：

19、根據(jù)所述消防水炮的水炮發(fā)射路徑劃分危險(xiǎn)區(qū)域；

20、根據(jù)所述單目相機(jī)的圖像信息，計(jì)算人員到單目相機(jī)的距離；

21、根據(jù)所述單目相機(jī)的圖像信息，計(jì)算人員在所述單目相機(jī)存在俯仰角情況下的觀測(cè)高度；

22、基于所述人員到單目相機(jī)的距離和所述人員在所述單目相機(jī)存在俯仰角情況下的觀測(cè)高度，得到所述人員到消防水炮的距離；

23、根據(jù)所述人員到消防水炮的距離及三角形原理，得到所述人員到消防水炮的水平距離；

24、當(dāng)所述人員到消防水炮的水平距離＞所述單目相機(jī)與所述火源的水平距離時(shí)，則危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)不存在人員，否則，存在人員。

25、可選地，所述根據(jù)所述消防水炮的水炮發(fā)射路徑劃分危險(xiǎn)區(qū)域包括：

26、以所述消防水炮為原點(diǎn)，以所述消防水炮的射程為半徑，以所述消防水炮的噴射水平的擴(kuò)散角度為角弧度的扇形區(qū)域?yàn)槲ｋU(xiǎn)區(qū)域。

27、可選地，所述根據(jù)所述單目相機(jī)的圖像信息，計(jì)算人員到單目相機(jī)的距離的公式為公式(2)：

28、

29、其中，d為人員到單目相機(jī)的距離，f為單目相機(jī)的焦距，h人′為人員在所述單目相機(jī)存在俯仰角情況下的觀測(cè)高度，p為人員在圖像中所占據(jù)的像素。

30、可選地，所述根據(jù)所述單目相機(jī)的圖像信息，計(jì)算人員在所述單目相機(jī)存在俯仰角情況下的觀測(cè)高度的公式為公式(3)：

31、h人′＝h人*cosθ；???(3)

32、h人′為人員在所述單目相機(jī)存在俯仰角情況下的觀測(cè)高度，θ為人員在所述單目相機(jī)存在俯仰角情況下的觀測(cè)高度與人員高度的夾角，h人為人員高度。

33、可選地，所述人員到消防水炮的距離的公式為公式(4)：

34、l＝d＝(f*d人′)/p＝(f*d人*cosθ)/p；???(4)

35、l為人員到消防水炮的距離。

36、可選地，所述根據(jù)所述人員到消防水炮的距離及三角形原理，得到所述人員到消防水炮的水平距離包括：

37、計(jì)算所述人員到消防水炮的水平距離，為公式(5)：

38、d人＝d*cosθ＝(f*d人)*(cosθ)2/p；???(5)

39、其中，d人為所述人員到消防水炮的水平距離；

40、對(duì)公式(5)進(jìn)行變形，得到公式(6)：

41、

42、基于三角形原理，即d相2+d人2＝d2，得到公式(7)：

43、d相2+d人2＝d人*f*h人/p；???(7)

44、根據(jù)公式(7)，解算人員到消防水炮的水平距離d人的數(shù)值。

45、本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果至少包括：

46、本發(fā)明通過(guò)在消防水炮上安裝攝像頭，并結(jié)合先進(jìn)的火災(zāi)識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的智能識(shí)別與定位。通過(guò)單目測(cè)距原理對(duì)火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)進(jìn)行位置確定，得到火源相對(duì)于消防水炮的位置坐標(biāo)，方便相關(guān)人員獲取火災(zāi)信息。

47、本發(fā)明的自動(dòng)滅火系統(tǒng)基于深度學(xué)習(xí)和單目測(cè)距方法識(shí)別和定位火災(zāi)的位置，并根據(jù)火災(zāi)位置和距離信息調(diào)整消防水炮的角度，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)消防水炮自動(dòng)滅火。相比于目前的基于單目視覺(jué)技術(shù)消防炮控制方法，本方法可以更高效的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火，同時(shí)可以報(bào)告火災(zāi)的位置信息，原來(lái)的方法在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火的過(guò)程中會(huì)通過(guò)持續(xù)噴水的方式來(lái)調(diào)整消防水炮的角度，在調(diào)整的過(guò)程中會(huì)加大人員誤傷的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也存在資源浪費(fèi)的缺點(diǎn)。而本方法在角度調(diào)整的過(guò)程中不會(huì)進(jìn)行噴水操作，結(jié)合危險(xiǎn)區(qū)域人員距離判定可以很好的減少人員誤傷和資源浪費(fèi)。

48、當(dāng)消防水炮調(diào)整好角度后，為防止人員誤傷，消防水炮的攝像頭將對(duì)水炮滅火路徑及其影響區(qū)域劃分為危險(xiǎn)區(qū)域，并識(shí)別危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)是否有人員存在。在測(cè)量人員與消防水炮的水平距離過(guò)程中考慮了俯仰角對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響以減小測(cè)量誤差，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷是否存在人員誤傷的風(fēng)險(xiǎn)，若存在風(fēng)險(xiǎn)則啟動(dòng)防誤傷措施，以此來(lái)減少自動(dòng)消防水炮在滅火過(guò)程中造成人員誤傷的風(fēng)險(xiǎn)。相較于目前的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，這種智能警報(bào)和噴淋系統(tǒng)能夠在第一時(shí)間將危險(xiǎn)情況通知到人員，有效避免了人員誤傷的發(fā)生。

49、本發(fā)明不僅提高了消防水炮的滅火效率和精確度，同時(shí)也保障了人員的安全。通過(guò)智能監(jiān)測(cè)、識(shí)別、自動(dòng)瞄準(zhǔn)和危險(xiǎn)區(qū)域人員距離判斷，可以有效減少誤傷事件的發(fā)生，為消防人員和周?chē)罕娞峁┝烁影踩捅憬莸臏缁瓠h(huán)境。