[发明专利]一种基于多光谱图像分析的广域火灾报警装置

权利要求书

1.一种基于多光谱图像分析的广域火灾报警装置，其特征在于：包括如下步骤：首先根据监视的森林面积或城域范围大小选择制高点，制高点的选择应遵循能够将火灾监视对象全部纳入视野的原则；

森林火灾报警中使用人工搭建的高于一切树种的高塔或自然山顶，城域火灾报警选择城域中最高建筑物的顶端；

将前端多光谱信号探测器Ti(i＝1、2、3…)安装在制高点上，并完成俯仰和方位角度的标定；

通过以太网将交换机N2汇集探测到的可见光和红外热成像的YUV数据传递至火灾判定分析服务器E3中，火灾判定分析服务器E3将进行分析判定，若发生火灾灾情则火灾判定分析服务器E3将产生报警信号并将前端多光谱信号探测器Ti反馈的方位信息发送至报警联动伺服机构A4，报警联动伺服机构A4将驱动警灯警号发出声光报警，同时驱动相应防火分区的灭火装置开始灭火工作；

报警联动伺服机构A4除了驱动集成的灭火装置外，还输出4路常开的开关量和包含前端多光谱信号探测器Ti的经纬度和俯仰方位信息的字符串供其他消防平台使用；

服务器E3的火灾判定原理如下：

火灾判定分析服务器E3接收到前端多光谱信号探测器Ti中可见光摄像机产生的YUV数据后，

步骤1.1.YUV数据转化为RGB数据，进而将RGB数据转化为HSV数据，进而提取HSV空间的颜色特征；

步骤2.1将步骤1.1得到的RGB数据转成灰度图；

步骤3.1根据先验阈值将灰度图二值化，转换成二值图；

步骤4.1利用步骤3.1得到的二值图提取烟火的形态特征，包括圆形度特征、尖角特征、白区面积变化；

步骤5.1利用步骤3.1得到的二值图提取烟火的运动特征，包括质心运动特征、跳动频率特征；

步骤6.1将步骤1.1、步骤4.1、步骤5.1获得烟火特征值组成向量αl；

步骤7.1计算步骤6.1获得的向量αl和烟火的先验特征向量βl的距离Dl，如果Dl小于先验阈值dl则认为视场内发现疑似烟火并向“多光谱特征综合评价”步骤发送向量αl；

与此同时，火灾判定分析服务器E3还接收到前端多光谱信号探测器Ti中的热成像摄像机的YUV数据，火灾判定分析服务器E3同步开展如下步骤的工作：

步骤1.2提取YUV数据的Y通道数据；

步骤2.2根据温度与灰度映射谱选取阈值，将步骤1.2得到的图像二值化，得到二值图；

步骤3.2利用步骤2.2得到的二值图提取烟火的形态特征，包括圆形度特征、尖角特征、白区面积变化；

步骤4.2利用步骤2.2得到的二值图提取烟火的运动特征，包括质心运动特征、跳动频率特征；

步骤5.2将步骤3.2、步骤4.2获得烟火特征值组成向量αr；

步骤6.2计算步骤5.2获得的向量αr和烟火的先验特征向量βr的距离Dr，如果Dr小于先验阈值dr则认为视场内发现疑似烟火并向“多光谱特征综合评价”步骤发送向量αr；

步骤7.多光谱特征综合评价,将αl和αr合成一个新的向量α；在此步骤中αr没有颜色特征分量，为了能和αl合成，我们补齐αr的颜色特征分量并全部置0；计算向量α和烟火的多光谱先验特征向量β的距离D，如果D小于先验阈值d则认为视场内发现烟火；

步骤8.若视场内出现烟火，则产生报警信号，同时将前端多光谱信号探测器Ti反馈的方位信息一起打包发送给报警联动伺服机构A4。

2.根据权利要求1所述的一种基于多光谱图像分析的广域火灾报警装置，其特征在于：本算法提取的二值图设置前景为白。