[发明专利]一种机器人火灾检测方法

说明书

本发明公开了一种机器人火灾检测方法，包括如下步骤：1)通过高清摄像头获取火灾检测区域的视频图像，在机器人操作系统中对视频当前帧图像进行图像预处理得到图像z1；2)对图像z1进行基于Ohta颜色空间和Otsu阈值分割算法的火焰区域分割，得到分割图像f1；3)通过帧间差法，将前一帧预处理后的图像z2与当前帧图像z1相减，对图像进行运动区域分割，得到分割图像f2；4)在机器人操作系统中将得到的分割图像f1与分割图像f2取交集，得到具有火焰运动特征的分割图像f3；5)基于火焰其他特性对分割图像f3中的区域进行火焰识别；6)判断火焰面积是否大于阈值，并返回火灾最终检测结果。本发明提供的一种新的机器人火灾检测方法，对火焰多项特征进行识别，准确性高，且实时性好。

技术领域

本发明属于图像识别领域，具体涉及一种机器人火灾检测方法。

背景技术

近年来，火灾事故日益频发，不仅造成了巨大的经济损失，同时也极大地危害到人类的人身安全。传统的火灾检测方法主要是通过传感器，分析火灾发生时的物体现象和化学反应生成物成分情况来进行火灾检测，这些检测方法容易受设备自身、场地以及周围环境的影响而不能实时对所监控区域进行火灾检测。

随着计算机技术和图像处理技术的发展，具有图像处理功能的机器人进入人们的视野。机器人是集计算机、机械、传感技术、信息处理技术、图像处理与识别技术、语言识别与处理技术为一体的系统。具有图像处理功能的机器人也成为检测火灾的重要手段。它们在火灾检测方面具有很好的实时性，比传统的识别方法具有更高的准确性。不仅如此，可移动的机器人能代替人工进行火灾巡检工作，特别是在恶劣的环境或者在检测范围较大的区域。

随着机器人朝着复杂化、通用化以及跟踪环境不确定化发展，对代码的复用性、模块化提出了较高的要求。机器人操作系统提供了一个标准的操作系统环境，包括硬件抽象、底层设备控制、通用功能的实现、进程间消息转发和功能包管理等。采用机器人操作系统能提高代码的复用性，分布式进程架构，使得程序具有高独立性和低耦合性。但是现有技术中尚无一种利用机器人进行火灾检测的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的机器人火灾检测方法，来应对场景复杂的火灾情况。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种新的机器人火灾检测方法，包括以下步骤：步骤一、通过高清摄像头获取火灾检测区域的视频图像，在机器人操作系统中对视频当前帧图像进行图像预处理得到图像z1；

所述图像预处理采用中值滤波方法对采集到的视频图像进行滤波，去除图像中的噪声干扰。

步骤二、对图像z1进行基于Ohta颜色空间和Otsu阈值分割算法的火焰区域分割，得到分割图像f1；所述Ohta颜色空间为一组正交颜色特征集{I₁,I₂,I₃}，主要结合RGB进行特征量化，且RGB空间到Ohta空间的转换是线性的，各分量间相互独立，对彩色图像的分割具有非常好的效果。所述Otsu阈值分割算法为一种使类间方差最大的自适应阈值确定方法，可用其进行图像分割。

步骤三、通过帧间差法，将前一帧预处理后的图像z2与当前帧图像z1相减，对图像进行运动区域分割，得到分割图像f2；所述帧间差法采用相邻两帧图像相减，并计算其绝对值，判断是否大于某个阈值，从而对视频图像序列进行分析。

步骤四、在机器人操作系统中将得到的分割图像f1与分割图像f2取交集，得到具有火焰运动特征的分割图像f3；

步骤五、基于火焰其他特性对分割图像f3中的区域进行火焰识别；所述火焰其他特性包括圆形度、角点个数、连通域个数方差等，加以这些特性进行判断，增加了火焰识别的准确性。

步骤六、判断火焰面积是否大于阈值，并返回火灾最终检测结果。所述在机器人操作系统中返回火灾检测结果，指通过发布消息至话题中，供报警模块订阅。