[发明专利]一种基于多光谱图像分析的广域火灾报警装置

摘要

本发明一种基于多光谱图像分析的广域火灾报警装置，综合运用多种光谱图像分析技术克服了单一图像分析法火灾报警的不足；本发明有效解决可见光分析法的受燃烧的材质、背景光照、光照强度等因素造成的漏报、误报问题；本发明同时也解决了热像图分析法需要检测环境温度才能工作、因热成像图像中温度信息不准确而造成漏报、误报的问题。

主权项

1.一种基于多光谱图像分析的广域火灾报警装置，其特征在于：包括如下步骤：首先根据监视的森林面积或城域范围大小选择制高点，制高点的选择应遵循能够将火灾监视对象全部纳入视野的原则；/n森林火灾报警中使用人工搭建的高于一切树种的高塔或自然山顶，城域火灾报警选择城域中最高建筑物的顶端；/n将前端多光谱信号探测器Ti(i＝1、2、3…)安装在制高点上，并完成俯仰和方位角度的标定；/n通过以太网将交换机N2汇集探测到的可见光和红外热成像的YUV数据传递至火灾判定分析服务器E3中，火灾判定分析服务器E3将进行分析判定，若发生火灾灾情则火灾判定分析服务器E3将产生报警信号并将前端多光谱信号探测器Ti反馈的方位信息发送至报警联动伺服机构A4，报警联动伺服机构A4将驱动警灯警号发出声光报警，同时驱动相应防火分区的灭火装置开始灭火工作；/n报警联动伺服机构A4除了驱动集成的灭火装置外，还输出4路常开的开关量和包含前端多光谱信号探测器Ti的经纬度和俯仰方位信息的字符串供其他消防平台使用；/n服务器E3的火灾判定原理如下：/n火灾判定分析服务器E3接收到前端多光谱信号探测器Ti中可见光摄像机产生的YUV数据后，/n步骤1.1.YUV数据转化为RGB数据，进而将RGB数据转化为HSV数据，进而提取HSV空间的颜色特征；/n步骤2.1将步骤1.1得到的RGB数据转成灰度图；/n步骤3.1根据先验阈值将灰度图二值化，转换成二值图；/n步骤4.1利用步骤3.1得到的二值图提取烟火的形态特征，包括圆形度特征、尖角特征、白区面积变化；/n步骤5.1利用步骤3.1得到的二值图提取烟火的运动特征，包括质心运动特征、跳动频率特征；/n步骤6.1将步骤1.1、步骤4.1、步骤5.1获得烟火特征值组成向量αl；/n步骤7.1计算步骤6.1获得的向量αl和烟火的先验特征向量βl的距离Dl，如果Dl小于先验阈值dl则认为视场内发现疑似烟火并向“多光谱特征综合评价”步骤发送向量αl；/n与此同时，火灾判定分析服务器E3还接收到前端多光谱信号探测器Ti中的热成像摄像机的YUV数据，火灾判定分析服务器E3同步开展如下步骤的工作：/n步骤1.2提取YUV数据的Y通道数据；/n步骤2.2根据温度与灰度映射谱选取阈值，将步骤1.2得到的图像二值化，得到二值图；/n步骤3.2利用步骤2.2得到的二值图提取烟火的形态特征，包括圆形度特征、尖角特征、白区面积变化；/n步骤4.2利用步骤2.2得到的二值图提取烟火的运动特征，包括质心运动特征、跳动频率特征；/n步骤5.2将步骤3.2、步骤4.2获得烟火特征值组成向量αr；/n步骤6.2计算步骤5.2获得的向量αr和烟火的先验特征向量βr的距离Dr，如果Dr小于先验阈值dr则认为视场内发现疑似烟火并向“多光谱特征综合评价”步骤发送向量αr；/n步骤7.多光谱特征综合评价,将αl和αr合成一个新的向量α；在此步骤中αr没有颜色特征分量，为了能和αl合成，我们补齐αr的颜色特征分量并全部置0；计算向量α和烟火的多光谱先验特征向量β的距离D，如果D小于先验阈值d则认为视场内发现烟火；/n步骤8.若视场内出现烟火，则产生报警信号，同时将前端多光谱信号探测器Ti反馈的方位信息一起打包发送给报警联动伺服机构A4。/n