[发明专利]一种基于噪声频谱分析的树冠火和地面火检测方法

权利要求书

1.一种基于噪声频谱分析的树冠火和地面火检测方法，其特征在于：针对实时所采集到的火灾燃烧噪声进行分析，实现树冠火和地面火的检测，包括如下步骤：

步骤A.针对实时所获火灾燃烧噪声对应的模拟信号x_n进行傅里叶变换更新，然后进入步骤B；x_n表示实时所获火灾燃烧噪声对应的第n个模拟信号；

步骤B.按如下公式：

获得模拟信号x_n所对应的频谱函数X_n，然后进入步骤C；其中，n表示实时所获火灾燃烧噪声依次对应模拟信号的序号，e表示自然常数；

步骤C.按如下公式：

获得模拟信号x_n所对应的信号频谱C_n，然后进入步骤D；其中，1≤i≤n，S_i表示实时所获火灾燃烧噪声对应第i个模拟信号的频率幅度值；

步骤D.根据信号频谱C_n所对应的趋势线，确定模拟信号x_n所对应的火灾燃烧噪声代表树冠火或地面火；

上述步骤D包括如下步骤：

步骤D-1.针对信号频谱C_n所对应的趋势线进行多项式拟合，计算获得趋势线斜率系数k_a，然后进入步骤D-2；其中，0≤a≤A，A表示趋势线上各段所对应多项式中的最大多项式次数，k_a表示趋势线上a次多项式所对应段的斜率系数；

步骤D-2.按如下公式：

获得实时所获火灾燃烧噪声对应的功率谱P_f，然后进入步骤D-3；f_a表示趋势线上a次多项式所对应段、所对应火灾燃烧噪声模拟信号的频率值；

步骤D-3.根据信号频谱C_n所对应的趋势线，针对实时所获火灾燃烧噪声对应的模拟信号x_n，计算各模拟信号x_n低频频谱幅度与高频频谱幅度的平方和然后进入步骤D-4；其中，C_i表示实时所获火灾燃烧噪声对应第i个模拟信号的频谱幅度值；

步骤D-4.按如下公式：

获得实时所获火灾燃烧噪声对应的评测值Y，并判断Y是否高于预设评测阈值，是则判定实时所获火灾燃烧噪声代表树冠火；否则判定实时所获火灾燃烧噪声代表地表火。

2.根据权利要求1所述一种基于噪声频谱分析的树冠火和地面火检测方法，其特征在于，所述步骤D包括如下：

针对信号频谱C_n所对应的趋势线，按如下两条规则，确定模拟信号x_n所对应的火灾燃烧噪声代表树冠火或地面火；

规则1.若信号频谱C_n所对应趋势线的振幅逐渐向低频方向增大，则判定实时所获火灾燃烧噪声代表地面火；

规则2.若信号频谱C_n所对应趋势线呈高斯曲线分布，则判定实时所获火灾燃烧噪声代表树冠火。

3.根据权利要求1所述一种基于噪声频谱分析的树冠火和地面火检测方法，其特征在于：所述步骤D-4中，所述预设评测阈值等于10。

4.根据权利要求1所述一种基于噪声频谱分析的树冠火和地面火检测方法，其特征在于：所述步骤A中，针对实时所获火灾燃烧噪声对应的模拟信号x_n，按如下公式进行离散傅里叶变换更新；

其中，m_i表示实时所获火灾燃烧噪声对应第i个模拟信号的频率值。