專利名稱：一種基于森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的背景干擾消除裝置及消除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種基于森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的背景干擾消除裝置及消除方法，涉及森林防火領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
森林是陸地生態(tài)的主體，具有很高的生態(tài)的效益和經(jīng)濟(jì)效益，是人類寶貴的資源，而近幾年森林資源急劇減少，這其中除去人為砍伐外，森林火災(zāi)是造成森林面積減少的主要原因。因而林區(qū)的防火措施的研究受到各國(guó)的重視。目前，隨著科技的發(fā)展，很多地區(qū)已經(jīng)開始采用在深林中安裝紅外攝像機(jī)的方法對(duì)森林進(jìn)行監(jiān)控。甚至提出了通過圖像處理技術(shù)對(duì)攝像機(jī)圖形進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)覆蓋范圍的全自動(dòng)監(jiān)控。本發(fā)明申請(qǐng)人的一項(xiàng)申請(qǐng)?zhí)枮椤?20111018101. 7 ”，發(fā)明名稱為“森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置及基于該裝置的定位方法”的專利申請(qǐng)公開了一種森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置，通過使用該裝置，可以對(duì)火源中心位置進(jìn)行準(zhǔn)確地定位，定位精度較高。如圖I、圖2所示，森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置包括攝像機(jī)和云臺(tái)，所述攝像機(jī)固定在云臺(tái)上，它還包括數(shù)據(jù)處理前端和地面控制端；數(shù)據(jù)處理前端包括模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊、視頻分析模塊、云臺(tái)控制模塊和數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊；攝像機(jī)的圖像信號(hào)輸出端與模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的圖像信號(hào)輸入端連接；模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字信號(hào)輸出端與視頻分析模塊的數(shù)字信號(hào)輸入端連接；視頻分析模塊的一號(hào)分析結(jié)果輸出端與云臺(tái)控制模塊的分析結(jié)果輸入端連接；視頻分析模塊的二號(hào)分析結(jié)果輸出/輸入端與數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的分析結(jié)果輸入/輸出端連接；數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)輸出端與云臺(tái)控制模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接；云臺(tái)控制模塊用于控制云臺(tái)運(yùn)動(dòng)；控制端包括數(shù)據(jù)處理控制模塊和控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，所述控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)輸出/輸入端與數(shù)據(jù)處理控制模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出端連接；控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊通過無線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，控制端還包括結(jié)果信息輸出接口電路，結(jié)果信息輸出接口電路的結(jié)果信息輸入端與數(shù)據(jù)處理控制模塊的結(jié)果信息輸出端連接，控制端還包括控制設(shè)備接口模塊，控制設(shè)備接口模塊的外部控制信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理控制模塊的外部控制信號(hào)輸入端連接，控制端還包括報(bào)警模塊。上述裝置通過以下步驟實(shí)現(xiàn)森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位步驟一、采用攝像機(jī)拍攝森林火點(diǎn)圖像；步驟二、采用模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊對(duì)步驟一獲得的森林火點(diǎn)圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得森林火點(diǎn)數(shù)字圖像；步驟三、根據(jù)預(yù)設(shè)的一號(hào)門限值對(duì)步驟二中獲得的圖像進(jìn)行初步分割，獲得消除背景環(huán)境影響的圖像；步驟四、采用最大類間方差法對(duì)步驟三獲得的消除背景環(huán)境影響的圖像進(jìn)行進(jìn)一步分割，獲得火源區(qū)域有效圖像；
步驟五、如果裝置處在火源搜索狀態(tài)，則執(zhí)行步驟六，否則執(zhí)行步驟七；步驟六、將步驟五中獲得的火源區(qū)域有效圖像的每一個(gè)像素值逐一與預(yù)先設(shè)定的二號(hào)門限值進(jìn)行比較，并判斷超過所述二號(hào)門限值的像素的數(shù)量是否大于所述火源區(qū)域有效圖像中的像素總數(shù)的1/2，如果判斷結(jié)果為是，退出火源搜索狀態(tài)，并則執(zhí)行步驟六一，如果判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟六二 ；
步驟六一、采用云臺(tái)控制模塊控制云臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行單點(diǎn)定位圖像采集，并執(zhí)行步驟七；步驟六二、未發(fā)生火災(zāi)，返回執(zhí)行步驟一；步驟七、將步驟四獲得的火源區(qū)域有效圖像進(jìn)行二值化處理，并對(duì)二值化的圖像中的亮點(diǎn)位置進(jìn)行連通區(qū)域判定，選取每個(gè)連通區(qū)域的中心位置作為該圖像的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，作為該幅圖像的特征點(diǎn)集合，記為Sj = (Dj1, Dj2..., Dji,…DjJ式中D = Xp表示第j幅圖像中第i個(gè)火源中心在圖像中的位置坐標(biāo)，Xji為第
La」
j幅圖像中第i個(gè)火源中心在圖像中的橫坐標(biāo)，Yji為第j幅圖像中第i個(gè)火源中心在圖像中的縱坐標(biāo)，i、j均為正整數(shù)；步驟八、返回執(zhí)行步驟一至七，直至獲得足夠的圖像幀后，計(jì)算所有特征數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)集合H= (S1 U S2 U . . . U Sj. . . U S100I式中七表示由第j幀圖像中以火源中心位置為特征點(diǎn)構(gòu)成的特征點(diǎn)集合，并計(jì)算中由所有特征數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)集合H中各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度參數(shù)，密度參數(shù)的求取通過規(guī)定一個(gè)距離門限L除計(jì)算點(diǎn)外，其余特征點(diǎn)落在以計(jì)算點(diǎn)為中心，距離門限I為半徑的圓內(nèi)的個(gè)數(shù)即為該點(diǎn)的密度；步驟九、在步驟八獲得的數(shù)據(jù)集合中剔除小密度點(diǎn)，所述小密度點(diǎn)為數(shù)據(jù)集合H中數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度小于預(yù)設(shè)門限X的點(diǎn)，獲得攝像頭所觀測(cè)到的火源在各幀圖像中的位置坐標(biāo)，并確定火源個(gè)數(shù)以及火源的粗略中心位置；步驟十、將步驟九確定火源個(gè)數(shù)以及火源的粗略中心位置作為初始條件，以最近歐式距離作為分類標(biāo)準(zhǔn)，采用C均值算法對(duì)特征點(diǎn)集合進(jìn)行分類，并將所得的各類的聚類中心進(jìn)行存儲(chǔ)，此聚類中心即為火源中心位置在攝像機(jī)拍攝的圖像中的實(shí)際坐標(biāo)位置；步驟十一、根據(jù)步驟十獲得的各聚類中心坐標(biāo)位置，控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)聚類中心的數(shù)量為一個(gè)時(shí)，則為單點(diǎn)火源，控制攝像機(jī)中心對(duì)準(zhǔn)火源的中心位置；當(dāng)聚類中心的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，則為多點(diǎn)火源，控制攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)由各火源中心坐標(biāo)為頂點(diǎn)多邊形的中心位置，實(shí)現(xiàn)森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位。步驟九中所述火源個(gè)數(shù)以及火源的粗略中心位置的確定方法為首先，選擇一個(gè)密度門限P和另外一個(gè)距離門限H，在所有數(shù)據(jù)點(diǎn)中的選擇密度參數(shù)最高的一個(gè)特征點(diǎn)作為第一個(gè)火源的中心位置，然后，在剩余的特征點(diǎn)中選擇密度參數(shù)大于P且改點(diǎn)距離第一個(gè)火源中心位置距離大于n的特征點(diǎn)作為第二個(gè)火源位置；此處旨在分辨出兩個(gè)火源之間的距離相聚較遠(yuǎn)的情況，若有兩處火源相距較近時(shí)比如幾十米，反映在攝像機(jī)圖像上也就是2 3個(gè)像素的差別，以上限定條件雖然將他們判定為一個(gè)火源，但并不影響該發(fā)明的最初設(shè)想，因?yàn)樵谏汁h(huán)境下，攝像機(jī)所要觀察距離較遠(yuǎn)，范圍比較廣，且該發(fā)明目的為了在發(fā)生或在時(shí)為救火部隊(duì)提供方向指示，因此這種短距離的多火源情況可認(rèn)為是一個(gè)火源，而且這種短距離多火源的產(chǎn)生肯定是由于某種特定因素引起的，其中心距離一般不會(huì)太大。而當(dāng)有兩處火源距離較遠(yuǎn)比如十幾公里的時(shí)候，兩處火源反映在攝像機(jī)圖像中的位置相距就比較遠(yuǎn)了，此時(shí)即使攝像機(jī)處于晃動(dòng)中，兩個(gè)火源于各幀圖像的中心位置坐標(biāo)也是分成兩堆的，這樣通過上述限定即可分開了。然后在剩余的特征點(diǎn)中選擇密度參數(shù)大于P且該點(diǎn)距離第一個(gè)與第二個(gè)火源中心位置距離均大于n的特征點(diǎn)作為第三個(gè)火源位置，以此類推直到不再有符合條件的特征點(diǎn)存在為止，從而確定了這些特征點(diǎn)所指向的火源個(gè)數(shù)和火源的粗略中心位置。步驟八中計(jì)算所有特征數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)集合的過程中特征點(diǎn)的距離計(jì)量方式采用歐氏距離實(shí)現(xiàn)，第i點(diǎn)到第j點(diǎn)的歐氏距離表示為D = ^X1-Xj)2 +{yt-y其中X和y表示該點(diǎn)在圖像中的位置坐標(biāo)。 步驟八中獲得圖像幀的數(shù)量為100幅。在實(shí)際使用中，由于紅外攝像機(jī)是通過探測(cè)被觀測(cè)物體的紅外輻射信號(hào)進(jìn)行成像的。即紅外成像設(shè)備反映的是觀測(cè)物體的溫度場(chǎng)，因而只通過圖像處理的方法對(duì)森林進(jìn)行全自動(dòng)監(jiān)控的方法很容易受到環(huán)境的影響發(fā)生虛警，例如當(dāng)太陽、或者進(jìn)行火災(zāi)巡航檢視的直升機(jī)進(jìn)入紅外攝像機(jī)的觀測(cè)范圍時(shí)，由于這兩種物體的紅外輻射都很高，很容易就會(huì)被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)誤認(rèn)為是火源，從而產(chǎn)生報(bào)警。并且以上兩種情況的發(fā)生概率是很大的，這樣對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)造成很大的干擾，使其性能明顯下降。

發(fā)明內(nèi)容
為解決森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置在使用中，當(dāng)太陽、或者進(jìn)行火災(zāi)巡航檢視的直升機(jī)進(jìn)入紅外攝像機(jī)的觀測(cè)范圍時(shí)，由于這兩種物體的紅外輻射都很高，很容易就會(huì)被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)誤認(rèn)為是火源，從而產(chǎn)生報(bào)警，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)造成很大的干擾，使其性能明顯下降的間題，提供本發(fā)明一種基于森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的背景干擾消除裝置及消除方法，本發(fā)明的消除裝置包括攝像機(jī)和云臺(tái)，所述攝像機(jī)固定在云臺(tái)上，所述基于森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的背景干擾消除裝置還包括數(shù)據(jù)處理前端和地面控制端，數(shù)據(jù)處理前端包括模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊、視頻分析模塊、云臺(tái)控制模塊和數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊；攝像機(jī)的圖像信號(hào)輸出端與模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的圖像信號(hào)輸入端連接；模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字信號(hào)輸出端與視頻分析模塊的數(shù)字信號(hào)輸入端連接；視頻分析模塊的一號(hào)分析結(jié)果輸出端與云臺(tái)控制模塊的分析結(jié)果輸入端連接；視頻分析模塊的二號(hào)分析結(jié)果輸出/輸入端與數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的分析結(jié)果輸入/輸出端連接；數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)輸出端與云臺(tái)控制模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接；云臺(tái)控制模塊用于控制云臺(tái)運(yùn)動(dòng)；控制端包括報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)處理控制模塊和控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，所述控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)輸出/輸入端與數(shù)據(jù)處理控制模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)輸入/輸出端連接；控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊通過無線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，控制端還包括結(jié)果信息輸出接口電路，結(jié)果信息輸出接口電路的結(jié)果信息輸入端與數(shù)據(jù)處理控制模塊的結(jié)果信息輸出端連接，控制端還包括控制設(shè)備接口模塊，控制設(shè)備接口模塊的外部控制信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理控制模塊的外部控制信號(hào)輸入端連接，控制端還包括報(bào)警模塊，其特征在于它還包括報(bào)警觸發(fā)模塊、中心處理控制模塊、位置信息解算模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、報(bào)警確認(rèn)模塊、報(bào)警取消模塊，所述報(bào)警觸發(fā)模塊輸入端與數(shù)據(jù)處理控制模塊的外部信息輸出端連接，報(bào)警觸發(fā)模塊輸出端與中心處理控制模塊的報(bào)警信息輸入端連接，所述中心處理控制模塊的位置信息輸入/輸出端與位置信息解算模塊的位置信息輸入/輸出端連接，所述中心處理控制模塊的數(shù)據(jù)信息輸入/輸出端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的數(shù)據(jù)信息輸入/輸出端連接，所述中心處理控制模塊的報(bào)警確認(rèn)信息輸出端與報(bào)警確認(rèn)模塊的輸入端連接，所述中心處理控制模塊的報(bào)警信息取消輸出端與報(bào)警取消模塊的輸入端連接，所述位置信息解算模塊的接收信息輸入端與數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的外部信息輸出端連接，所述報(bào)警取消模塊的輸出端與控制設(shè)備接口模塊的輸入端連接，所述報(bào)警確認(rèn)模塊的輸出端與報(bào)警模塊的輸入端連接。本發(fā)明的消除方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)
步驟一數(shù)據(jù)處理控制模塊將報(bào)警信號(hào)輸出給報(bào)警觸發(fā)模塊，報(bào)警觸發(fā)模塊收到報(bào)警信號(hào)后激發(fā)中心處理控制模塊進(jìn)入工作狀態(tài)；步驟二 中心處理控制模塊發(fā)送位置信息解算命令給位置信息解算模塊，位置信息解算模塊從數(shù)據(jù)收發(fā)模塊得到包括云臺(tái)位置信息，云臺(tái)姿態(tài)信息、云臺(tái)攝像機(jī)的焦距信息以及火源中心點(diǎn)于攝像機(jī)圖像的像素位置信息，將所述信息解碼后發(fā)送給中心處理控制模塊，得到火源位置信息；步驟三中心處理控制模塊根據(jù)從步驟二中獲得的信息在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中進(jìn)行檢索，獲得對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)信息，得到地面和天空接壤的輪廓線的存儲(chǔ)信息；步驟四中心處理控制模塊將步驟二中的位置信息與步驟三中的存儲(chǔ)信息進(jìn)行比較，如果步驟二中獲得的火源位置處于步驟三中地面和天空接壤的輪廓線下方，中心處理控制模塊發(fā)送火情確定命令給報(bào)警確認(rèn)模塊，報(bào)警確認(rèn)模塊發(fā)送報(bào)警命令給報(bào)警模塊；否則中心處理控制模塊發(fā)送報(bào)警取消命令給報(bào)警取消模塊，報(bào)警取消模塊將接收到的報(bào)警取消命令發(fā)送給控制設(shè)備接口模塊。本發(fā)明的有益效果是可以有效的消除太陽等物體進(jìn)入紅外攝像機(jī)觀測(cè)范圍時(shí)所造成的干擾，大大的提高森林防火自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)性能，大大降低系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理量。并且該系統(tǒng)可直接用于現(xiàn)存的森林內(nèi)防火自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)后端，可移植性強(qiáng)。


圖I是背景技術(shù)中森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的數(shù)據(jù)處理前端的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是背景技術(shù)中森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的控制端的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明基于森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的背景干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明消除方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖3、圖4說明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一如圖3所示，本實(shí)施方式的消除裝置包括攝像機(jī)和云臺(tái)，攝像機(jī)固定在云臺(tái)上，它還包括數(shù)據(jù)處理前端和地面控制端，數(shù)據(jù)處理前端包括模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊21、視頻分析模塊22、云臺(tái)控制模塊23和數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊24 ;攝像機(jī)的圖像信號(hào)輸出端與模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊21的圖像信號(hào)輸入端連接；模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊21的數(shù)字信號(hào)輸出端與視頻分析模塊22的數(shù)字信號(hào)輸入端連接；視頻分析模塊22的一號(hào)分析結(jié)果輸出端與云臺(tái)控制模塊23的分析結(jié)果輸入端連接；視頻分析模塊22的二號(hào)分析結(jié)果輸出/輸入端與數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊24的分析結(jié)果輸入/輸出端連接；數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊24的數(shù)據(jù)輸出端與云臺(tái)控制模塊23的數(shù)據(jù)輸入端連接；云臺(tái)控制模塊23用于控制云臺(tái)運(yùn)動(dòng)；控制端包括數(shù)據(jù)處理控制模塊31和控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊32，所述控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊32的內(nèi)部數(shù)據(jù)輸出/輸入端與數(shù)據(jù)處理控制模塊31的內(nèi)部數(shù)據(jù)輸入/輸出端連接；控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊32與數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊24通過無線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，控制端還包括結(jié)果信息輸出接口電路33，結(jié)果信息輸出接口電路33的結(jié)果信息輸入端與數(shù)據(jù)處理控制模塊31的結(jié)果信息輸出端連接，控制端還包括控制設(shè)備接口模塊34，控制設(shè)備接口模塊34的外部控制信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理控制模塊31的外部控制信號(hào)輸入端連接，控制端還包括報(bào)警模塊35，它還包括報(bào)警觸發(fā)模塊101、中心處理控制模 塊102、位置信息解算模塊103、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊104、報(bào)警確認(rèn)模塊105、報(bào)警取消模塊106，所述報(bào)警觸發(fā)模塊101輸入端與數(shù)據(jù)處理控制模塊31的外部信息輸出端連接，報(bào)警觸發(fā)模塊101輸出端與中心處理控制模塊102的報(bào)警信息輸入端連接，所述中心處理控制模塊102的位置信息輸入/輸出端與位置信息解算模塊103的位置信息輸入/輸出端連接，所述中心處理控制模塊102的數(shù)據(jù)信息輸入/輸出端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊104的數(shù)據(jù)信息輸入/輸出端連接，所述中心處理控制模塊102的報(bào)警確認(rèn)信息輸出端與報(bào)警確認(rèn)模塊105的輸入端連接,所述中心處理控制模塊102的報(bào)警信息取消輸出端與報(bào)警取消模塊106的輸入端連接，所述位置信息解算模塊103的接收信息輸入端與數(shù)據(jù)收發(fā)模塊32的外部信息輸出端連接，所述報(bào)警取消模塊106的輸出端與控制設(shè)備接口模塊34的輸入端連接，所述報(bào)警確認(rèn)模塊105的輸出端與報(bào)警模塊35的輸入端連接。如圖4所示，本實(shí)施方式的消除方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一數(shù)據(jù)處理控制模塊31將報(bào)警信號(hào)輸出給報(bào)警觸發(fā)模塊101，報(bào)警觸發(fā)模塊101收到報(bào)警信號(hào)后激發(fā)中心處理控制模塊102進(jìn)入工作狀態(tài)；步驟二 中心處理控制模塊102發(fā)送位置信息解算命令給位置信息解算模塊103，位置信息解算模塊103從數(shù)據(jù)收發(fā)模塊32得到包括云臺(tái)位置信息，云臺(tái)姿態(tài)信息、云臺(tái)攝像機(jī)的焦距信息以及火源中心點(diǎn)于攝像機(jī)圖像的像素位置信息，將所述信息解碼后發(fā)送給中心處理控制模塊102，得到火源位置信息；步驟三中心處理控制模塊102根據(jù)從步驟二中獲得的信息在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊104中進(jìn)行檢索，獲得對(duì)應(yīng)的地面和天空接壤的輪廓線的存儲(chǔ)信息；步驟四中心處理控制模塊102將步驟二中的位置信息與步驟三中的地面和天空接壤的輪廓線的存儲(chǔ)信息進(jìn)行比較，如果步驟二中獲得的火源位置處于步驟三中地面和天空接壤的輪廓線下方，中心處理控制模塊102發(fā)送火情確定命令給報(bào)警確認(rèn)模塊105，報(bào)警確認(rèn)模塊105發(fā)送報(bào)警命令給報(bào)警模塊35 ;否則中心處理控制模塊102發(fā)送報(bào)警取消命令給報(bào)警取消模塊106，報(bào)警取消模塊106將接收到的報(bào)警取消命令發(fā)送給控制設(shè)備接口模塊34。
具體實(shí)施方式
二
在本具體實(shí)施方式
一的消除方法中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊104用來存儲(chǔ)用于各攝像機(jī)進(jìn)行虛警判決的參考信息，該模塊的數(shù)據(jù)按照攝像機(jī)的編號(hào)進(jìn)行編號(hào)，以攝像頭云臺(tái)的角度位置對(duì)塊內(nèi)信息進(jìn)行分組，例如共有10個(gè)攝像機(jī)，那么該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊就可分為編號(hào)為1，2,3... 10的十塊，進(jìn)而假設(shè)每個(gè)攝像頭每轉(zhuǎn)過10°就要進(jìn)行一次圖像采集，那么劃分的十塊數(shù)據(jù)塊中每一塊又可以分為36組，以同一位置的攝像頭于相同的角度所拍攝的圖像進(jìn)行存儲(chǔ)，用以表示不同云臺(tái)與不同采集角度的比較模板。該模板在搭建系統(tǒng)的時(shí)候人工進(jìn)行編輯，因?yàn)閷?duì)于所觀測(cè)的森林環(huán)境的地面隨著時(shí)間的變化并不是很明顯，因而對(duì)不同時(shí)刻的同一位置的攝像頭于相同的角度所拍攝的圖像差距不是很大，且火災(zāi)肯定是發(fā)生在地表，而類似太陽等干擾物體往往出現(xiàn)在地平線以上，因而，可以將觀測(cè)區(qū)域的地面和天空接壤處于攝像機(jī)的采集圖像的像素位置作為判決標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行存儲(chǔ)。中心處理控制模塊102將步驟二中的位置信息與步驟三中的存儲(chǔ)信息進(jìn)行比較判斷是基于以下原理對(duì)應(yīng)用于森林防火監(jiān)測(cè)的攝像機(jī)而言，由于森林的地面環(huán)境在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)是保持不變的，從而在同一位置的紅外攝像機(jī)于同一角度所拍攝的圖像大致相同的，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火源必定是覆蓋在地表，即便是有火苗飛起其距離地表距離也是很近的，而對(duì)紅外攝像機(jī)造成干擾較大的太陽等物體往往出現(xiàn)在高空中，這反映在攝像機(jī)的圖像中 可表現(xiàn)為，火源位置處于圖像的下半部分接近地表。而太陽則出現(xiàn)在圖像的上半部分的高空。因而可以將攝像機(jī)在該角度下拍攝的圖像中地面，山丘和天空接壤的輪廓的像素信息作為判決參考進(jìn)行存儲(chǔ)，如果數(shù)據(jù)采集前端采集的火源中心位置處于該輪廓的下方則認(rèn)定該報(bào)警信息有效，若數(shù)據(jù)采集前端采集的火源中心位置處于該輪廓的上方則判定此次報(bào)警為虛警。
權(quán)利要求
1.一種基于森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的背景干擾消除裝置，包括攝像機(jī)和云臺(tái)，所述攝像機(jī)固定在云臺(tái)上，所述基于森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的背景干擾消除裝置還包括數(shù)據(jù)處理前端和地面控制端，數(shù)據(jù)處理前端包括模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(21)、視頻分析模塊(22)、云臺(tái)控制模塊(23)和數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(24);攝像機(jī)的圖像信號(hào)輸出端與模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(21)的圖像信號(hào)輸入端連接；模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(21)的數(shù)字信號(hào)輸出端與視頻分析模塊(22)的數(shù)字信號(hào)輸入端連接；視頻分析模塊(22)的一號(hào)分析結(jié)果輸出端與云臺(tái)控制模塊(23)的分析結(jié)果輸入端連接；視頻分析模塊(22)的二號(hào)分析結(jié)果輸出/輸入端與數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(24)的分析結(jié)果輸入/輸出端連接；數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(24)的數(shù)據(jù)輸出端與云臺(tái)控制模塊(23)的數(shù)據(jù)輸入端連接；云臺(tái)控制模塊(23)用于控制云臺(tái)運(yùn)動(dòng)；控制端包括報(bào)警模塊(35)、數(shù)據(jù)處理控制模塊(31)和控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(32)，所述控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(32)的內(nèi)部數(shù)據(jù)輸出/輸入端與數(shù)據(jù)處理控制模塊(31)的內(nèi)部數(shù)據(jù)輸入/輸出端連接；控制端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(32)與數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(24)通過無線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，控制端還包括結(jié)果信息輸出接口電路(33)，結(jié)果信息輸出接口電路(33)的結(jié)果信息輸入端與數(shù)據(jù)處理控制模塊(31)的結(jié)果信息輸出端連接，控制端還包括控制設(shè)備接口模塊(34)，控制設(shè)備接口模塊(34)的外部控制信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理控制模塊(31)的外部控制信號(hào)輸入端連接，其特征在于它還包括報(bào)警觸發(fā)模塊(101)、中心處理控制模塊(102)、位置信息解算模塊(103)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(104)、報(bào)警確認(rèn)模塊(105)、報(bào)警取消模塊(106)，所述報(bào)警觸發(fā)模塊(101)輸入端與數(shù)據(jù)處理控制模塊(31)的外部信息輸出端連接，報(bào)警觸發(fā)模塊(101)輸出端與中心處理控制模塊(102)的報(bào)警信息輸入端連接，所述中心處理控制模塊(102)的位置信息輸入/輸出端與位置信息解算模塊(103)的位置信息輸入/輸出端連接，所述中心處理控制模塊(102)的數(shù)據(jù)信息輸入/輸出端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(104)的數(shù)據(jù)信息輸入/輸出端連接，所述中心處理控制模塊(102)的報(bào)警確認(rèn)信息輸出端與報(bào)警確認(rèn)模塊(105)的輸入端連接，所述中心處理控制模塊(102)的報(bào)警信息取消輸出端與報(bào)警取消模塊(106)的輸入端連接，所述位置信息解算模塊(103)的接收信息輸入端與數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(32)的外部信息輸出端連接，所述報(bào)警取消模塊(106)的輸出端與控制設(shè)備接口模塊(34)的輸入端連接，所述報(bào)警確認(rèn)模塊(105)的輸出端與報(bào)警模塊(35)的輸入端連接。
2.一種基于森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的背景干擾消除方法，其特征在于包括以下步驟 步驟一數(shù)據(jù)處理控制模塊(31)將報(bào)警信號(hào)輸出給報(bào)警觸發(fā)模塊(101)，報(bào)警觸發(fā)模塊(101)收到報(bào)警信號(hào)后激發(fā)中心處理控制模塊(102)進(jìn)入工作狀態(tài)； 步驟二 中心處理控制模塊(102)發(fā)送位置信息解算命令給位置信息解算模塊(103)，位置信息解算模塊(103)從數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(32)得到包括云臺(tái)位置信息，云臺(tái)姿態(tài)信息、云臺(tái)攝像機(jī)的焦距信息以及火源中心點(diǎn)于攝像機(jī)圖像的像素位置信息，將所述信息解碼后發(fā)送給中心處理控制模塊(102)，得到火源位置信息； 步驟三中心處理控制模塊(102)根據(jù)從步驟二中獲得的信息在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(104)中進(jìn)行檢索，獲得對(duì)應(yīng)的地面和天空接壤的輪廓線的存儲(chǔ)信息； 步驟四中心處理控制模塊(102)將步驟二中的位置信息與步驟三中的地面和天空接壤的輪廓線的存儲(chǔ)信息進(jìn)行比較，如果步驟二中獲得的火源位置處于步驟三中地面和天空接壤的輪廓線下方，中心處理控制模塊(102)發(fā)送火情確定命令給報(bào)警確認(rèn)模塊(105)，報(bào)警確認(rèn)模塊(105)發(fā)送報(bào)警命令給報(bào)警模塊(35);否則中心處理控制模塊(102)發(fā)送報(bào)警取消命令給報(bào)警取消模塊(106)，報(bào)警取消模塊(106)將接收到的報(bào)警取消命令發(fā)送給控制設(shè)備接口模塊(34)。
3.如權(quán)利要求2所述的基于森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的背景干擾消除方法，其特征在于步驟三中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(104)存儲(chǔ)的信息為按照攝像機(jī)的編號(hào)進(jìn)行編號(hào)，以攝像頭云臺(tái)的角度位置對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(104)內(nèi)信息進(jìn)行分組，以同一位置的攝像頭于相同的角度所拍攝的圖像進(jìn)行存儲(chǔ)。
4.如權(quán)利要求2所述的基于森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的背景干擾消除方法，其特征在于步驟三中地面和天空接壤的輪廓線的存儲(chǔ)信息是以地面和天空接壤的輪廓的像素信息作為判決參考信息進(jìn)行存儲(chǔ)。
全文摘要
本發(fā)明為一種基于森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置的背景干擾消除裝置及消除方法，涉及森林防火領(lǐng)域。為解決森林火點(diǎn)去擾動(dòng)單點(diǎn)定位裝置在使用中，當(dāng)太陽、或者進(jìn)行火災(zāi)巡航檢視的直升機(jī)被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)誤認(rèn)為是火源，從而產(chǎn)生報(bào)警，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)造成很大的干擾的問題，提供本發(fā)明。本發(fā)明的消除裝置包括攝像機(jī)和云臺(tái)、數(shù)據(jù)處理前端和地面控制端、報(bào)警觸發(fā)模塊、中心處理控制模塊、位置信息解算模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、報(bào)警確認(rèn)模塊、報(bào)警取消模塊，本發(fā)明的消除方法為首先接收?qǐng)?bào)警信號(hào)并啟動(dòng)系統(tǒng)，獲得火情位置信息與地形存儲(chǔ)信息并進(jìn)行比較，然后判斷火情真?zhèn)尾l(fā)出報(bào)警信號(hào)或取消報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明用于對(duì)森林火點(diǎn)準(zhǔn)確定位的同時(shí)進(jìn)行火情真?zhèn)闻袛唷?br> 文檔編號(hào)H04N7/18GK102622845SQ20121009216
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者吳宣利, 吳少川, 吳瑋, 房宵杰, 李卓明, 沙學(xué)軍, 白旭 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)