[发明专利]一种基于机器视觉的消防炮混合控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的消防炮混合控制方法，其特征在于：

当消防炮(1)到达水平目标角度和俯仰目标角度后，停止转动，并喷射灭火剂；

摄像机实时获取射流落点D与目标火场F在摄像机图像坐标系下的坐标，计算射流落点D与目标火场F在图像坐标系x轴上的水平偏差e_x、在图像坐标系y轴上的俯仰偏差e_y，得到消防炮(1)水平转动控制量和俯仰转动控制量，消防炮(1)进一步进行水平转动和俯仰转动，直到射流落点D与目标火场F重合。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的消防炮混合控制方法，其特征在于，还包括：

当命中目标火场后，控制系统在摄像机图像中继续对射流落点实时监测，一旦检测到射流落点D和目标火场F在图像上存在偏差，立刻进行调整，使得射流落点持续命中目标火场。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的消防炮混合控制系统的工作方法，其特征在于，所述目标角度分别由第一角度传感器(3)和第二角度传感器(4)实时检测获得。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的消防炮混合控制方法，其特征在于，所述水平目标角度和俯仰目标角度的获取过程：双目视觉系统(2)获取目标火场在摄像机图像坐标系中的坐标F₁以及消防炮(1)的空间位置坐标M，控制系统计算消防炮对准目标火场所需的水平目标角度和俯仰目标角度。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的消防炮混合控制方法，其特征在于，所述水平目标角度的计算公式为：

其中，x_f为目标火场在摄像机图像坐标系中沿x轴方向的坐标，z_f为目标火场在摄像机图像坐标系中沿z轴方向的坐标，β为第三角度传感器(6)与第一角度传感器(3)的夹角。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的消防炮混合控制方法，其特征在于，所述俯仰目标角度的计算公式为：

pitch＝f(z_f-z_m)

其中，f()是求角度的函数，z_m为消防炮(1)的空间位置坐标沿z轴方向的数值。

7.一种实现权利要求1-6任一项所述的控制方法的消防炮混合控制系统，其特征在于，包括：

消防炮(1)，用于向火场喷射灭火剂；

双目视觉系统(2)，设置在消防炮(1)的周围，用于获取目标火场及射流落点图像；

第一角度传感器(3)，安装在消防炮(1)的电机上，用于实时检测水平目标角度；

第二角度传感器(4)，安装在消防炮(1)的电机上，用于实时检测俯仰目标角度；

控制系统，与双目视觉系统(2)、第一角度传感器(3)和第二角度传感器(4)连接，用于控制消防炮(1)水平转动和俯仰转动、计算射流落点D与目标火场F在图像坐标系x轴上的水平偏差e_x。

8.根据权利要求7所述的消防炮混合控制系统，其特征在于，所述双目视觉系统(2)包括第一摄像机(7)、第三角度传感器(6)、第二摄像机(5)和支架(8)，支架(8)设置在消防炮(1)周围，支架(8)上平行安装有第三角度传感器(6)、第一摄像机(7)和第二摄像机(5)，第三角度传感器(6)、第一摄像机(7)和第二摄像机(5)面向火场设置。