[发明专利]一种基于红外图像识别的对初起火源进行搜寻、跟踪、瞄准、测距的自动装置

说明书

本发明提出一种基于红外图像识别的对初起火源进行搜寻、跟踪、瞄准、测距的自动装置：包括红外摄像头、激光测距仪、驱动模块、控制模块。红外摄像头与激光测距仪固定在一起，保证焦点处于相同位置；驱动模块由水平与俯仰转向机构组成，与红外摄像头和激光测距仪连接，驱动红外摄像头与激光测距仪进行水平方向360度旋转和垂直方向90度俯仰，红外摄像头将获取的红外图像发送到控制模块后，经过去噪、拉伸、获取连通域信息等运算，判断并确定火源坐标；控制模块根据坐标计算出驱动模块的转向角度，控制转向机构转向火源；当焦点对准火源后，激光测距仪将距离信息发送给控制模块。利用本发明能够实现对初起火源的自动搜寻、跟踪、瞄准、测距。

技术领域

本发明涉及火源监测及智能消防领域，具体涉及一种基于红外图像识别的对初起火源进行搜寻、跟踪、瞄准、测距的自动装置。

背景技术

火灾是最常见的灾害之一，会造成巨大的财产损失和人员伤亡，对人类社会的生产生活产生很大影响。如何及时发现火灾，减少损失成为研究的热点。随着消防技术的进步，在火灾预防和灭火领域出现了很多新技术、新产品，但是目前的火源探测器只能探测到火灾发生，给出报警信息，并不能确定着火点的具体位置。

发明内容

为了解决上述问题以及针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于红外图像识别的对初起火源进行搜寻、跟踪、瞄准、测距的自动装置，通过对红外图像的识别来实现对火源的搜寻、跟踪、瞄准、测距功能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于红外图像识别的对初起火源进行搜寻、跟踪、瞄准、测距的自动装置，包括：红外摄像头、激光测距仪、驱动模块、控制模块。

一种基于红外图像识别的对初起火源进行搜寻、跟踪、瞄准、测距的自动装置，包括如下步骤：

步骤1、驱动模块驱动红外摄像头与激光测距仪进行水平方向360度旋转，每旋转一周后抬升一个角度继续旋转扫描。当俯仰角度达到设定值后复位。红外摄像头将获取的红外图像通过高速串口实时发送到控制模块。

步骤2、控制模块使用5*5掩膜对图像进行高斯滤波以去除图像噪声，并使用灰度变换算法对原始图像信息进行拉伸处理以增强图像对比度和图像质量。使用最高温点坐标信息进行启发式搜索以确定火焰边缘连通域信息，进而确定火焰的面积，形状，形心等几何信息，进行综合处理和判断后确定火源图像坐标。根据火源图像坐标信息和红外摄像头焦距，像元大小等信息确定火源的水平角度和俯仰角度。

步骤3、控制模块得到火源位置信息后，首先根据火源位置与预期目标位置之间的偏差大小自动确定外环控制系统参数设置。外环控制系统通过PID运算得到驱动模块的预期转向角速度，将预期转向角速度下传内环控制系统。内环控制系统根据得到的预期转向角速度通过PID运算得到驱动模块控制量。驱动模块根据控制量驱动转向机构转动。

步骤4、同时姿态传感器实时采集转向机构实际转向角速度、加速度、角度等信息并将此信息上传控制模块以形成反馈回路。

步骤5、火源位置处于红外摄像头焦点后，控制模块启动激光测距仪获取距离信息。

进一步，所述驱动模块采用舵机，转速及俯仰角度可调。

进一步，所述最高温点参数作为火源判断的阈值，参数可调。

进一步，所述装置在理想状态下有效探测范围不小于40米。

与现有技术相比，本发明的优点在于：能及时获取火源在三维空间中的坐标及距离信息；反馈回路的形成能实时控制舵机转向，保证红外摄像头对火源的实时瞄准和跟踪，便于对初起火源的及时扑灭。利用本发明，能够提高消防灭火效率，减少经济损失，在初起火灾的扑灭中具有现实意义。

附图说明

图1为本发明的结构示意图