機(jī)。具體的實(shí)施方式可為多種,共同 點(diǎn)如下:
[0063] -、具有可靠的具備溫度遙感能力的火源監(jiān)測(cè)裝置。
[0064] 由于攝像頭采用光學(xué)(可見光和紅外線)成像,所W可W偵測(cè)到遠(yuǎn)距離(數(shù)十米 W外)的火源。該個(gè)性能明顯的優(yōu)于現(xiàn)在室內(nèi)通用的溫度傳感器,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的溫度傳感器 必須等到火焰接觸到傳感器之后,才會(huì)發(fā)揮功能。而此時(shí)通?;鹎橐呀?jīng)造成室內(nèi)設(shè)備全毀 的損失,甚至某種程度的人員傷亡。
[00化]本發(fā)明所采用的紅外攝像頭必須有可靠的溫度遙感能力,只有在溫度超過(guò)最低感 應(yīng)溫度的口檻(例如400°c)時(shí)才引起攝像頭的注意。該樣可W避免不必要的誤報(bào),降低 過(guò)多信息引起的注意力疲勞。因?yàn)榛馂?zāi)的起源必須有一個(gè)足夠高溫的火源區(qū)域做為起始 點(diǎn)。要有效監(jiān)測(cè)室內(nèi)空間溫度,則需要紅外遙感技術(shù)。一個(gè)具有紅外感光能力的數(shù)字?jǐn)z像 頭可W滿足初步需要。由于火災(zāi)的起源必須有一個(gè)足夠高溫的火源區(qū)域做為起始點(diǎn),所W 視頻火警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可W忽略不能達(dá)到起火口檻的任何區(qū)域。如圖2所示,根據(jù)Stefan和 Boltzmann的黑體福射原理,紅外線的強(qiáng)度(Intensity)是和發(fā)熱體的溫度呈某種非線性 的正函數(shù)關(guān)系。所W只要能夠有效的設(shè)立紅外攝像頭對(duì)入射紅外線強(qiáng)度的分辨能力,例如 在攝像鏡頭上W涂層方式增加濾光膜,只允許波長(zhǎng)在某一范圍內(nèi)的紅外線通過(guò),就能夠排 除不足溫度的紅外雜訊(noise)的干擾,也可W在鏡頭前加裝一個(gè)只容許紅外光通過(guò)的濾 鏡,它的中屯、帶寬集中在0. 7-1.4微米(ym)范圍,可W大幅度降低可視光的干擾,該樣所 攝得的影像更能準(zhǔn)確反映高溫區(qū)的范圍。還有一種方法是預(yù)先設(shè)定攝像頭對(duì)紅外光感應(yīng)的 靈敏度。因?yàn)榧t外光的能量強(qiáng)度(Intensity)和目標(biāo)物體的溫度具有非線性的正比例關(guān) 系,所W通過(guò)調(diào)整對(duì)紅外光的感應(yīng)靈敏度,就可W設(shè)定使攝像頭成像的最低溫度。如果低于 該個(gè)溫度,攝像頭就不會(huì)產(chǎn)生該個(gè)影像。
[0066] 不管是那一種方法顯示溫度高于所設(shè)定的界限溫度(例如400°C),火源信息處理 裝置(計(jì)算機(jī))將會(huì)指令攝像頭做持續(xù)追蹤拍攝。通過(guò)比較連續(xù)拍攝的影像,來(lái)斷定高溫 區(qū)域是否在持續(xù)擴(kuò)大;如果是在持續(xù)擴(kuò)大,那么測(cè)量擴(kuò)大的速度為何,并預(yù)測(cè)在什么時(shí)候 會(huì)達(dá)到火災(zāi)威脅的界限。
[0067] 二、火源信息處理裝置,包括W下模塊:
[0068] 圖形處理軟件模塊,利用圖形識(shí)別技術(shù)對(duì)紅外攝像頭傳來(lái)的紅外影像進(jìn)行處理, 將處理結(jié)果交給人工智能火焰辨識(shí)模塊予W判斷是否已經(jīng)或即將發(fā)生火災(zāi)。
[0069] 人工智能火焰辨識(shí)模塊,用于判定處理后的紅外影像的火警級(jí)別,依照模糊邏輯 可W將報(bào)警狀態(tài)分為4級(jí);無(wú)火警危險(xiǎn)、觀察中、有火警危險(xiǎn)、自動(dòng)啟動(dòng)。根據(jù)相應(yīng)的級(jí)別對(duì) 火情做出相應(yīng)的處理。
[0070] 火焰辨識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊,做為人工智能火焰辨識(shí)判斷時(shí)的參考。在設(shè)備安裝完成后, 正式啟動(dòng)使用前,各個(gè)攝像頭對(duì)所覆蓋范圍,做正常狀態(tài)同步配對(duì)攝像。所攝影像存在數(shù)據(jù) 庫(kù)內(nèi),W供人工智能火焰辨識(shí)模塊日后對(duì)比、參考用。
[0071] 火源定位模塊,用于根據(jù)所述火源監(jiān)測(cè)裝置的角度和空間位置,計(jì)算火源的空間 位置坐標(biāo)(包含平面位置坐標(biāo))。
[0072] 監(jiān)測(cè)影像數(shù)據(jù)庫(kù),用于保存所述火源監(jiān)測(cè)裝置拍攝的影像資料。
[0073] 隱私保護(hù)模塊,用于根據(jù)指令定期或不定期銷毀所述火源監(jiān)測(cè)裝置拍攝的所述影 像資料。
[0074] 本發(fā)明所公開的視頻火警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的幾種實(shí)施例:
[0075] 實(shí)施例一
[0076]W辦公室為例,如圖1所示,為本發(fā)明所述的視頻火警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供了一個(gè)一般 性的說(shuō)明(本發(fā)明不僅適用于辦公室)。辦公桌101整齊的安排在辦公室100之內(nèi),電腦 102依照操作需要安放在辦公桌101之上。為了能在火警發(fā)生時(shí)更有效、更快速的偵測(cè)到危 險(xiǎn),在辦公室100的一側(cè)墻壁上適當(dāng)位置安裝了兩個(gè)具有立體攝像功能的紅外攝像頭103、 104W及具有圖形處理功能的火源信息處理裝置(計(jì)算機(jī))105。為方便監(jiān)測(cè)及計(jì)算,適當(dāng) 位置是指將攝像頭103、104安裝在相同高度(攝像頭103、104可W設(shè)置在墻壁上,也可W 設(shè)置在房頂上),并且方便監(jiān)視整個(gè)辦公室100的位置,如果條件允許,2臺(tái)攝像頭相距至少 1米的距離。還可W通過(guò)調(diào)節(jié)2臺(tái)攝像頭之間的距離來(lái)獲得更佳的定位的精確度和分辨率。 此外還可W安裝一個(gè)可見光攝像頭(圖中未標(biāo)出),用于在必要時(shí)提供火警監(jiān)測(cè)人員視頻 監(jiān)控圖像,和人工智能判斷結(jié)果對(duì)比,增加系統(tǒng)可靠性;還可W記錄現(xiàn)場(chǎng)線索。安裝時(shí)必須 使紅外攝像頭能夠覆蓋絕大部分監(jiān)測(cè)的空間,并測(cè)量好兩臺(tái)紅外攝像頭的=維坐標(biāo),同時(shí) 也測(cè)量出他們攝像軸線的傾角(Pitch Angle)和方向角(Yaw Angle),并且紅外攝像頭的 旋轉(zhuǎn)角(Roll Angle)固定不變,方便火源定位計(jì)算,所述旋轉(zhuǎn)角為圍繞垂直于攝像頭屏幕 的軸旋轉(zhuǎn)的角度。該兩臺(tái)紅外線攝像頭應(yīng)設(shè)有最低感應(yīng)溫度(例如40(TC),W確定不會(huì)誤 報(bào)。=個(gè)攝像頭同時(shí)連接到火源信息處理裝置(計(jì)算機(jī))105上,火源信息處理裝置105同 后臺(tái)的安全監(jiān)控系統(tǒng)及消防系統(tǒng)相連。
[0077] 實(shí)施例二
[007引同實(shí)施例一的區(qū)別在于火源監(jiān)測(cè)裝置采用兩個(gè)兼具可見光和紅外感光能力的攝 像頭,沒有單獨(dú)的可見光攝像頭。
[0079] 實(shí)施例S
[0080] 如圖12所示,如果是用在設(shè)備或材料緊密安裝或堆放的擁擠空間,如倉(cāng)庫(kù)或機(jī) 房,則可W采用一個(gè)安裝在房頂?shù)牡蹴敿t外線攝像頭107覆蓋整個(gè)監(jiān)測(cè)面積108的方式。
[0081] 在該個(gè)空間中,如果一個(gè)紅外攝像頭的覆蓋面積足W包括整個(gè)監(jiān)測(cè)范圍,則紅外 攝像頭應(yīng)安裝在屋頂中央。如果需要超過(guò)一個(gè)紅外攝像頭,則可W采取平均安裝方式,使每 個(gè)紅外攝像頭覆蓋均等的面積。本實(shí)施例也可W通過(guò)增加可見光攝像頭或采用兼具可見光 攝像能力的紅外攝像頭的方式,增加可見光攝像能力,供火警監(jiān)測(cè)人員參考,W提高系統(tǒng)的 可靠性。
[00間實(shí)施例四
[0083] 該是實(shí)施例S的一種衍生方式,如果是用在擁擠的空間如倉(cāng)庫(kù)或機(jī)房,采用一個(gè) 紅外線攝像頭時(shí),可W將攝像頭鏡頭向下吊掛在屋頂內(nèi)置的X-Y式可控移動(dòng)滑塊上。在監(jiān) 測(cè)過(guò)程中,紅外線攝像頭由X-Y式可控移動(dòng)滑塊攜帶沿著預(yù)定的軌跡巡視整個(gè)空間。如果 發(fā)現(xiàn)了高溫區(qū),紅外線攝像頭移動(dòng)到高溫區(qū)上方。本實(shí)施例也可W通過(guò)增加可見光攝像頭 或采用兼具可見光攝像能力的紅外攝像頭的方式,增加可見光攝像能力,供火警監(jiān)測(cè)人員 參考,W提高系統(tǒng)的可靠性。
[0084] 為了配合本發(fā)明的視頻火警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作,本發(fā)明還公開了一種視頻火警監(jiān)測(cè)方 法,如圖13所示,包括W下幾大步驟:
[0085] S1;針對(duì)火源監(jiān)測(cè)設(shè)備所處的環(huán)境進(jìn)行包括最低感應(yīng)溫度在內(nèi)的參數(shù)設(shè)置;所述 參數(shù)還包括空間類型、熱源數(shù)量、熱源坐標(biāo)、熱源最高允許溫度;
[0086]S2 ;火源監(jiān)測(cè)裝置捕捉到高于最低感應(yīng)溫度的火源并開始拍攝火源的紅外影像;
[0087]S3;火源信息處理裝置利用圖形識(shí)別技術(shù)對(duì)火源的紅外影像進(jìn)行處理;
[008引S4;將火源的紅外影像的處理結(jié)果發(fā)送人工智能火焰辨識(shí)模塊甄別是否發(fā)生火 災(zāi);
[0089]S5;人工智能火焰辨識(shí)模塊做出判定結(jié)果為"有火警危險(xiǎn)",則將火源視頻發(fā)送監(jiān) 視屏并向火警監(jiān)測(cè)人員發(fā)出聲光報(bào)警。
[0090]S6;確定火源的精確位置坐標(biāo)并通報(bào)火警監(jiān)測(cè)人員,同時(shí)將火源坐標(biāo)傳送給消防 設(shè)備。
[0091]其中視頻火警監(jiān)測(cè)方法步驟(S3)中,在紅外攝像頭拍攝的數(shù)字影像中,體積是W平面投影的方式存在;所W高溫區(qū)域在影像數(shù)據(jù)中是W像素(pixel)做為代表。因?yàn)閿z像 角度不變并且火源位置相對(duì)固定,所W火焰體積越大在數(shù)字影像中所占的像素越多。例如 圖3的火焰301較小,所W數(shù)字影像302中的像素較少,而圖4因?yàn)榛鹧?01較大,所W數(shù) 字影像402中的像素較多。在比較按照時(shí)序拍攝的一系列影像時(shí),如果高溫區(qū)的像素不斷 增加,就表示火源在繼續(xù)擴(kuò)大,而在一定時(shí)間內(nèi)增加的數(shù)量就代表火源增長(zhǎng)的速度。該些是 判斷火災(zāi)的重要參數(shù)。
[0092]參考幾種在正常使用情況下,常見的安全熱源:
[0093] 1.吸煙;在點(diǎn)煙時(shí)打火機(jī)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)較明顯的高溫?zé)嵩?,但是它不?huì)擴(kuò)散,而且 在極短時(shí)間內(nèi)(通常數(shù)秒)消失,所W不可能是火災(zāi)。點(diǎn)著的煙,一方面它的溫度比較低, 范圍不會(huì)擴(kuò)散,雖然有可能在移動(dòng),但是也不可能是火災(zāi)。
[0094] 2.使用蠟燭;該種情況和香煙類似,只是相對(duì)于香煙其溫度可能較高。其他方面 的特點(diǎn)是溫度穩(wěn)定,不會(huì)擴(kuò)散,可能移動(dòng)但不頻繁,容易判斷不是火災(zāi)。
[0095] 3.使用爐灶;是各種情形中溫度最高的,但不會(huì)移動(dòng),不會(huì)擴(kuò)散,所W并沒有特別 難度判斷不是火災(zāi)。
[0096]但是,如果它們出現(xiàn)在特殊情況下,例如在倉(cāng)庫(kù)中,人工智能火焰辨識(shí)模塊通過(guò)結(jié) 合環(huán)境條件,就能夠把它們分離出來(lái),啟動(dòng)報(bào)警措施。
[0097]再參考幾種火災(zāi)初期現(xiàn)象:
[009引當(dāng)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)有緩慢燃燒材料起火時(shí),首先紅外攝像頭可W偵測(cè)到溫度高于設(shè)定 的口檻溫度(例如400°C)。分析連續(xù)攝像的結(jié)果,發(fā)覺高溫區(qū)的像素?cái)?shù)量W緩慢而固定的 速度增加。如此可W判斷燃燒區(qū)W-