專利名稱：森林火情自動識別報警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種森林火情自動識別報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)全天候的森林防火監(jiān)控并能對森林火情進行自動識別及報警，快速有效地發(fā)現(xiàn)火情隱患。
背景技術(shù)：
森林火災(zāi)目前頻繁發(fā)生，不僅直接危害森林生態(tài)系統(tǒng)，而且給人類社會造成巨大的損失。傳統(tǒng)的森林防火監(jiān)測，主要采用人工瞭望、遠程視頻監(jiān)測和衛(wèi)星監(jiān)測等方式。人工瞭望方式是在制高點設(shè)立瞭望哨，值班人員M小時輪流值班，由于人為的疏忽和過失，會使得許多火情未能及早發(fā)現(xiàn)，延誤撲火時間，造成嚴重后果。遠程視頻監(jiān)控方式包括傳統(tǒng)視頻監(jiān)測和熱紅外視頻監(jiān)測。傳統(tǒng)視頻監(jiān)測是在林區(qū)建設(shè)大量的視頻監(jiān)控點，監(jiān)控點配備可見光攝像機，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)將實時畫面?zhèn)魉偷奖O(jiān)控中心，由中心人員實施監(jiān)控。該方式不需直接派駐人員到林區(qū)現(xiàn)場，但在遠距離上人工很難識別早期火情。尤其在夜間，幾乎沒有可探測的光譜范圍的光照，很難及早發(fā)現(xiàn)和判斷早期火情。熱紅外視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比較傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點是，采用了熱紅外光譜的攝像系統(tǒng)，將熱紅外光譜7. 5到13. 5微米的圖像轉(zhuǎn)換為可見光圖像。由于所有超過絕對零度的物體都會散射出紅外光譜，溫度越高，散射出的紅外光譜越強，所以，在熱紅外成像顯示的灰度圖像中，物體在圖像上的亮度強度與物體的溫度成正比，因此通過觀看圖像上亮度高的點即可判斷為森林火險。同時，熱紅外成像不受日夜和惡劣天氣的限制，白天和晚上都可以判斷森林火險。但是熱紅外視頻監(jiān)控系統(tǒng)并未解決傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)需要人工參與的缺點，依然需要人工靠肉眼判斷森林火險。衛(wèi)星林火監(jiān)測系統(tǒng)是通過對衛(wèi)星所接收的遙感圖片經(jīng)后期處理發(fā)現(xiàn)林火，但衛(wèi)星只能發(fā)現(xiàn)較大區(qū)域的林火，在火情早期無法發(fā)現(xiàn)。近年來，由于森林火情探測技術(shù)發(fā)展滯后，森林大火時有發(fā)生，經(jīng)濟損失異常巨大。因此，當前林區(qū)的消防安全工作急需實現(xiàn)一套實時性強、24小時不間斷有效監(jiān)控、不依賴于人工參與判斷、林火發(fā)現(xiàn)概率高、誤報率低的森林火情監(jiān)控方法和系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容本實用新型是一種新型的森林火情自動識別報警系統(tǒng)，以求高效率地發(fā)現(xiàn)可疑火情，實現(xiàn)全天候的森林防火監(jiān)控并可對森林火情進行自動識別報警，快速有效地發(fā)現(xiàn)火災(zāi)
急 ^^ ο本實用新型的森林火情自動識別報警系統(tǒng)，由多個監(jiān)控基站和指揮控制中心組合構(gòu)成，監(jiān)控基站設(shè)置在重點火險區(qū)域監(jiān)控鐵塔上，監(jiān)控基站和指揮控制中心之間用無線通信網(wǎng)絡(luò)連接，所述監(jiān)控基站包括智能數(shù)字云臺、紅外熱像儀、可見光攝像機、嵌入式測溫處理器、視頻服務(wù)器、無線通信網(wǎng)橋；紅外熱像儀、可見光攝像機、嵌入式測溫處理器分別安裝在智能數(shù)字云臺上，紅外熱像儀、可見光攝像機的視頻信號輸出端分別對應(yīng)連接視頻服務(wù)器的信號輸入端，嵌入式測溫處理器的信號輸入端與紅外熱像儀數(shù)字信號輸出端連通，嵌入式測溫處理器和基站智能管控系統(tǒng)的通信信號輸出/輸入端與視頻服務(wù)器的485數(shù)字信號輸出/輸入端連通，智能數(shù)字云臺、紅外熱像儀、可見光攝像機的控制信號輸入/輸出端分別與基站智能管控系統(tǒng)的控制信號輸出/輸入端連通，通信網(wǎng)橋的信號輸入/輸出端分別與視頻服務(wù)器的信號輸出/輸入端連通；所述的指揮控制中心包括中央綜合控管平臺、 無線通信網(wǎng)橋、遠程監(jiān)控計算機；通信網(wǎng)橋的信號輸入/輸出端分別對應(yīng)與中央綜合控管平臺、遠程監(jiān)控計算機的信號輸出/輸入端連通；所述監(jiān)控基站中的無線通信網(wǎng)橋與所述的指揮控制中心中的無線通信網(wǎng)橋之間雙向連通。該系統(tǒng)的紅外熱像儀和可見光攝像機設(shè)置在可調(diào)節(jié)光軸的護罩內(nèi)；紅外熱像儀上設(shè)有紅外固定焦距鏡頭，可見光攝像機上設(shè)有自動聚焦和光圈的可視鏡頭，智能數(shù)字云臺上安裝一體護罩；視頻服務(wù)器中包含中央處理單元、視頻采集壓縮模塊、數(shù)字信息回傳模塊、數(shù)字信息接收模塊，能夠接收兩路PAL/NTSC制的復(fù)合電視模擬信號，并經(jīng)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；嵌入式測溫處理器中包含數(shù)字視頻信息采集處理模塊、數(shù)字信息回傳模塊、數(shù)字信息接收模塊；基站智能管控系統(tǒng)中包含中央處理單元、云臺控制模塊、紅外鏡頭控制模塊、可視鏡頭控制模塊、數(shù)字信息回傳模塊、數(shù)字信息接收模塊；中央綜合控管平臺中包含監(jiān)控基站管理及視頻流分配單元和圖像綜合分析單元；遠程監(jiān)控計算機中設(shè)有森林火情監(jiān)控預(yù)警軟件。本實用新型將視頻壓縮解壓縮技術(shù)、熱紅外圖像識別分析技術(shù)、可見光彩色圖像識別分析技術(shù)、嵌入式技術(shù)、無線通信技術(shù)相結(jié)合，自動識別林區(qū)火情。本實用新型提供的方法及系統(tǒng)林火發(fā)現(xiàn)概率高、誤報率低、無需人工參與，具有及時性強、可靠性高、技術(shù)手段先進、市場前景廣闊的特點。

圖1為本發(fā)明實施例的工作原理流程框圖；圖2為本發(fā)明實施例的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標注1.可視鏡頭 2.紅外固定焦距鏡頭 3.可見光攝像機儀 5.嵌入式測溫處理器 6.視頻服務(wù)器 7.無線通信網(wǎng)橋 9.基站智能管控系統(tǒng) 10.無線通信網(wǎng)橋 11.遠程監(jiān)控計算機控平臺。
具體實施方式
本實用新型的實施例選用一個林區(qū)監(jiān)控基站與指揮控制中心構(gòu)成最小拓撲結(jié)構(gòu)的森林火災(zāi)探測系統(tǒng)。監(jiān)控基站通常設(shè)置在重點火險區(qū)域監(jiān)控鐵塔上，監(jiān)控基站和指揮控制中心之間用無線通信網(wǎng)絡(luò)連接。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行具體說明參考附圖1，本發(fā)明實施例首先用加權(quán)閾值對紅外熱像儀現(xiàn)場采集的紅外圖像進行識別，同時對可見光攝像機現(xiàn)場采集的圖像進行煙火采樣識別，然后結(jié)合視頻采集的現(xiàn)場溫度進行數(shù)據(jù)分析來探測火情；其實際森林火情探測工作按其森林火情探測工作按其森林火情探測工作按1現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、2數(shù)據(jù)處理、3火情識別、4識別結(jié)果傳輸、5火情自動告
4.紅外熱像 8.智能數(shù)字云臺 12.中央綜合管警，五個步驟，各步驟之間依次連接為先后關(guān)系。五大步驟的具體工作內(nèi)容如下所述1現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集——通過紅外熱像儀獲取紅外模擬視頻數(shù)據(jù)和數(shù)字視頻流，通過可見光攝像機獲取實時模擬視頻數(shù)據(jù)。將兩路模擬視頻數(shù)據(jù)均輸入到視頻服務(wù)器。2數(shù)據(jù)處理——探測器在接收到紅外輻射后，先變換成熱量，再轉(zhuǎn)換成電阻的變化，通過電路得到電信號，數(shù)據(jù)信號經(jīng)驅(qū)動/放大電路將輻射值放大后，輸入至A/D轉(zhuǎn)換送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，設(shè)定閾值后，輸出疑似熱點信息到視頻服務(wù)器。另外，視頻服務(wù)器將模擬視頻圖像進行編碼后匯同疑似熱點信息向中央綜合管控平臺傳輸數(shù)據(jù)，服務(wù)器收到視頻編碼數(shù)據(jù)后進行視頻解碼并分別對紅外和可見光圖像進行預(yù)處理以便進行火情識別。3火情識別——運用運動檢測結(jié)合顏色聚類的算法來識別候選煙火區(qū)，在可視圖像中用火的顏色(偏紅色，采用YUV或RGB顏色空間)結(jié)合實際經(jīng)驗找到候選火區(qū)，再利用火的動態(tài)特性(火勢增大，閃動頻率等)挑選出疑似火點；同時，在可視圖像中用煙霧的顏色和亮度(這里采用YUV或RGB顏色空間)結(jié)合實際經(jīng)驗找到候選煙霧區(qū)域，再利用煙霧的擴散性和整體相對穩(wěn)定性等特性來進一步篩選煙霧區(qū)域。最后對于一些干擾如移動的車或人，用物體移動速度來限制，即火的運動速度限制在一個范圍內(nèi)，速度過大或過小都排除?？梢晥D像中火的顏色表述為下式
權(quán)利要求1.森林火情自動識別報警系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由多個監(jiān)控基站和指揮控制中心組合構(gòu)成，監(jiān)控基站設(shè)置在重點火險區(qū)域監(jiān)控鐵塔上，監(jiān)控基站和指揮控制中心之間用無線通信網(wǎng)絡(luò)連接，所述監(jiān)控基站包括智能數(shù)字云臺、紅外熱像儀、可見光攝像機、嵌入式測溫處理器、視頻服務(wù)器、無線通信網(wǎng)橋；紅外熱像儀、可見光攝像機、嵌入式測溫處理器分別安裝在智能數(shù)字云臺上，紅外熱像儀、可見光攝像機的視頻信號輸出端分別對應(yīng)連接視頻服務(wù)器的信號輸入端，嵌入式測溫處理器的信號輸入端與紅外熱像儀數(shù)字信號輸出端連通，嵌入式測溫處理器和基站智能管控系統(tǒng)的通信信號輸出/輸入端與視頻服務(wù)器的485 數(shù)字信號輸出/輸入端連通，智能數(shù)字云臺、紅外熱像儀、可見光攝像機的控制信號輸入/ 輸出端分別與基站智能管控系統(tǒng)的控制信號輸出/輸入端連通，通信網(wǎng)橋的信號輸入/輸出端分別與視頻服務(wù)器的信號輸出/輸入端連通；所述的指揮控制中心包括中央綜合控管平臺、無線通信網(wǎng)橋、遠程監(jiān)控計算機；通信網(wǎng)橋的信號輸入/輸出端分別與中央綜合控管平臺、遠程監(jiān)控計算機的信號輸出/輸入端連通；所述監(jiān)控基站中的無線通信網(wǎng)橋與所述的指揮控制中心中的無線通信網(wǎng)橋之間雙向連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的森林火情自動識別報警系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)的紅外熱像儀和可見光攝像機設(shè)置在可調(diào)節(jié)光軸的護罩內(nèi)；紅外熱像儀上設(shè)有紅外固定焦距鏡頭， 可見光攝像機上設(shè)有自動聚焦和光圈的可視鏡頭，智能數(shù)字云臺上安裝一體護罩；視頻服務(wù)器中包含中央處理單元、視頻采集壓縮模塊、數(shù)字信息回傳模塊、數(shù)字信息接收模塊，能夠接收兩路PAL/NTSC制的復(fù)合電視模擬信號，并經(jīng)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；嵌入式測溫處理器中包含數(shù)字視頻信息采集處理模塊、數(shù)字信息回傳模塊、數(shù)字信息接收模塊；基站智能管控系統(tǒng)中包含中央處理單元、云臺控制模塊、紅外鏡頭控制模塊、可視鏡頭控制模塊、數(shù)字信息回傳模塊、數(shù)字信息接收模塊；中央綜合控管平臺中包含監(jiān)控基站管理及視頻流分配單元和圖像綜合分析單元；遠程監(jiān)控計算機中設(shè)有森林火情監(jiān)控預(yù)警軟件。
專利摘要森林火情自動識別報警系統(tǒng)屬于消防安全檢測技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)由多個監(jiān)控基站和指揮控制中心組合構(gòu)成，監(jiān)控基站設(shè)置在重點火險區(qū)域監(jiān)控鐵塔上，監(jiān)控基站和指揮控制中心之間用無線通信網(wǎng)絡(luò)連接。其森林火情探測工作按①現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、②數(shù)據(jù)處理、③火情識別、④識別結(jié)果傳輸、⑤火情自動告警五個步驟順序進行。本實用新型將視頻壓縮解壓縮技術(shù)、熱紅外圖像識別分析技術(shù)、可見光圖像識別分析技術(shù)、嵌入式技術(shù)相結(jié)合，自動識別林區(qū)火情并報警。林火識別準確性高、誤報率低，具有及時性強、可靠性高、技術(shù)手段先進、市場前景廣闊等特點。
文檔編號G08B25/10GK201936415SQ201020670449
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者廖曉宏, 荊聰 申請人:北京川頁家和科技發(fā)展有限公司, 北京市園林綠化局森林公安局