[发明专利]多目标屏幕定位方法、系统及灭火实训系统及使用方法

权利要求书

1.一种灭火实训系统，其特征在于：包括若干个发射器、与所述发射器位于屏幕同侧的图像采集装置以及与所述图像采集装置连接的监控终端，所述发射器包括并行设置的激光发射器和红外发射器，所述红外发射器前端设置有图像头，不同红外发射器前端的图像头的形状不同；所述图像采集装置包括摄像头以及设置在所述摄像头前端的红外滤镜，所述摄像头用于拍摄屏幕上的图像，所述红外滤镜用于滤除所述摄像头拍摄的图像中的激光以及增强所述摄像头拍摄的图像中的红外图案；所述监控终端与所述摄像头连接，根据所述摄像头拍摄的图像中的红外图案进行多目标识别和屏幕定位；

所述监控终端包括第一图像处理模块、第二图像处理模块、模板库、匹配模块和位置计算模块，所述第一图像处理模块用于对所述摄像头采集的图像进行二值化操作；所述第二图像处理模块用于对二值化后的图像做连通域操作，截取图像中的红外图案；所述模板库用于存储红外图案模板；所述匹配模块用于将红外图案和所述模板库中存储的红外图案模板进行匹配，识别出红外图案；所述位置计算模块用于根据识别的红外图案在屏幕中的位置以及屏幕的4顶点坐标，计算红外图案的X,Y轴相对屏幕的比例；

进行多目标定位的具体步骤是：

步骤1，若干个发射器同时向屏幕发送红外图案和激光，发射光线呈现平行状态；

步骤2，摄像头拍摄屏幕上的图像，并通过红外滤镜滤除图像中的激光以及增强图像中的红外图案；

步骤3，监控终端提取所述摄像头采集的图像中的红外图案；

所述监控终端对所述摄像头采集的图像进行二值化操作；

所述监控终端对二值化后的图像做连通域操作，以截取图像中的红外图案；

步骤4，监控终端将提取的红外图案和内置的红外图案模板进行匹配，识别出红外图案的类型；

加载模板，寻找图像中与模板的最佳匹配区域；

运算平均绝对差算法，计算最佳匹配区域内红外图案与内置的红外图案模板的相似度；

若该红外图案与内置红外图案模板的最高相似度大于预设相似阈值，则判断该红外图案为红外图案模板，该红外图案即为与其相似度最高的红外图案模板；

步骤5，监控终端根据识别的红外图案在图像中的位置以及屏幕的4顶点坐标，计算红外图案的具体坐标；

在采集的图像中设置屏幕的4个顶点的X轴坐标和Y轴坐标并保存，此时4个顶点记录为图像屏幕区域；

根据识别的红外图案在图像屏幕区域中的位置计算红外图案的X轴和Y轴相对于图像屏幕区域的比例；

根据红外图案的X轴坐标和Y轴坐标相对于图像屏幕区域的比例以及实际屏幕的4顶点坐标计算红外图案在实际屏幕上的位置坐标；

在灭火器前端设置所述发射器，不同种类的灭火器对应不同图案的红外发射器；将所述监控终端与所述屏幕连接，并且在所述监控终端上安装灭火实训软件，所述灭火实训软件根据所述监控终端发送的着火指令或灭火指令显示着火现象或灭火现象并通过所述屏幕进行显示，所述着火指令包括多个着火点在所述屏幕上的位置坐标以及着火方式，所述灭火指令包括需要灭火的着火点在所述屏幕上的位置坐标及灭火方式；

实训开始时，所述监控终端向所述灭火实训软件发送着火指令；

所述监控终端根据所述发射器照射在所述屏幕上的红外图案以及该红外图案的位置坐标判断是否成功灭火以及灭火方式是否正确，并在灭火方式正确以及成功灭火后向所述灭火实训软件发送灭火指令；

所述的灭火实训系统的使用方法如下：

所述监控终端通过所述灭火实训软件在所述屏幕上显示多个着火点；

每个培训人员均手持不同种类的灭火器，向所述屏幕发送红外图案和激光，发射光线呈现平行状态，不同种类的灭火器发出的红外图案不同；

所述监控终端提取所述摄像头采集的图像中的红外图案；

所述监控终端将提取的红外图案和内置的红外图案模板进行匹配，识别出红外图案的类型；

所述监控终端根据识别的红外图案在图像中的位置以及屏幕的4顶点坐标，计算红外图案的具体坐标；

所述监控终端判断红外图案的具体坐标是否位于某一个着火点的位置坐标区域内，若是，则进一步判断所述红外图案的类型是否与该着火点对应的红外图案一致，若一致，则所述监控终端控制所述灭火实训软件将对应着火点处的火熄灭，并通过所述屏幕显示出来。