一种智能火灾检测与定位方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种智能火灾检测与定位方法、装置及系统，其中方法包括：通过双光谱相机获取观测区域的紫外图像和可见光图像；通过全景相机获取全景相机图像；提取出紫外图像中的火灾目标，确定火灾目标的中心位置；通过可见光相机和日盲紫外相机的参数，计算出火灾目标的中心位置在可见光图像中的对应位置，并以该位置为中心确定感兴趣区域，在该感兴趣区域进行目标检测，获取火灾目标位置信息；根据双光谱相机的观测角度读取对应角度下双光谱相机和全景相机的标定数据，根据火灾目标在可见光图像中的位置信息和读取的标定数据，计算出火灾目标在全景相机图像中的位置信息，并在全景相机图像中进行突出显示。本发明专利技术可以实现火灾的快速检测。

【技术实现步骤摘要】
一种智能火灾检测与定位方法、装置及系统
本专利技术涉及基于图像的火灾检测
，尤其涉及一种智能火灾检测与定位方法、装置及系统。
技术介绍
火灾是危害人类安全的主要灾害之一，传统火灾检测方法是基于感温、感烟等传感器进行探测，这种方法易受环境干扰，误报率较高，不能根据火焰燃烧过程实时获取火焰信息。此外，在大空间环境下，由于空间高度增大，空气流动等原因，温度和烟气无法到达传感器所在位置，或者即使到达传感器所在位置也会出现烟气浓度降低，温度下降，从而导致感温和感烟探测器产生误报警和不报警。由于视觉烟雾探测的固有难度，使其只能应用在可以明显识别出烟雾的场所。图像型火焰探测技术则在某些无烟火焰的场所，以及户外大空间火灾探测方面具有明显的技术优势。当前，图像型火焰探测技术主要是通过可见光相机等传感器对监视区域进行成像探测，通过分析图像中目标的颜色、时变、空间和形状等特征对火焰目标进行检测。在室外大空间环境下，太阳等背景光照的变化对可见光相机探测火焰造成了干扰，影响了检测的准确性。目前主要是通过调整摄像机参数或者通过对不同光照条件创建不同的模型来解决。前者具有一定的局限性，后者增加了检测算法的复杂性。因此，亟待开发一种方案简单且可以快速对火灾位置进行定位的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中的至少一部分缺陷，提供一种智能火灾检测与定位方法、装置和系统。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种智能火灾检测与定位方法，所述方法包括：通过双光谱相机获取观测区域的紫外图像和可见光图像，所述双光谱相机包括共孔径的可见光相机和日盲紫外相机；通过全景相机获取全景相机图像；提取紫外图像中的火灾目标，对提取的火灾目标进行几何特征分析，确定火灾目标的中心位置；通过可见光相机和日盲紫外相机的参数，计算出火灾目标的中心位置在可见光图像中的对应位置，并以该位置为中心确定感兴趣区域，在该感兴趣区域进行目标检测，获取火灾目标位置信息；根据双光谱相机的观测角度读取对应角度下双光谱相机和全景相机的标定数据，根据火灾目标在可见光图像中的位置信息和读取的标定数据，计算出火灾目标在全景相机图像中的位置信息，并在全景相机图像中进行突出显示。在根据本专利技术所述的智能火灾检测与定位方法中，优选地，所述方法在进行目标检测时还获取火灾目标的颜色、面积和几何中心的时变特征，并生成提醒信息在全景相机图像中进行突出进行提醒。在根据本专利技术所述的智能火灾检测与定位方法中，优选地，所述提取出紫外图像中的火灾目标，包括：采用二值化方法对紫外图像进行处理，同时采用中值滤波对二值化后的噪声进行处理，以提取出紫外图像中的火灾目标。在根据本专利技术所述的智能火灾检测与定位方法中，优选地，所述通过可见光相机和日盲紫外相机的参数，计算出火灾目标的中心位置在可见光图像中的对应位置，包括：当日盲紫外相机获取的火灾目标的中心位置在其图像中的坐标为(x1,y1)时，通过以下公式计算在可见光图像中的对应位置(x2,y2)：上式中，f1为日盲紫外相机的焦距，d1为日盲紫外相机像元间距，f2为可见光相机焦距，d2为可见光相机像元间距。在根据本专利技术所述的智能火灾检测与定位方法中，优选地，所述通过全景相机获取全景相机图像，包括：通过3个180°全景相机拼接的方式获取360°的全景相机图像，其中，每个全景相机的中间120°图像用于拼接全景相机图像，左右两侧各30°图像用于相邻相机之间的图像匹配。在根据本专利技术所述的智能火灾检测与定位方法中，优选地，所述双光谱相机和全景相机的标定数据通过以下方式获得：在双光谱相机和全景相机的安装位置固定后，通过各个角度和距离下的预定目标在两个相机所成像的位置信息，计算获得成像场景内目标在两个相机所成像的对应关系。本专利技术还提供了一种智能火灾检测与定位装置，所述装置包括：双光谱图像获取模块，用于通过双光谱相机获取观测区域的紫外图像和可见光图像，所述双光谱相机包括共孔径的可见光相机和日盲紫外相机；全景图像获取模块，用于通过全景相机获取全景相机图像；紫外目标检测模块，用于提取紫外图像中的火灾目标，对提取的火灾目标进行几何特征分析，确定火灾目标的中心位置；可见目标提取模块，用于通过可见光相机和日盲紫外相机的参数，计算出火灾目标的中心位置在可见光图像中的对应位置，并以该位置为中心确定感兴趣区域，在该感兴趣区域进行目标检测，获取火灾目标位置信息；全景目标定位模块，用于根据双光谱相机的观测角度读取对应角度下双光谱相机和全景相机的标定数据，根据火灾目标在可见光图像中的位置信息和读取的标定数据，计算出火灾目标在全景相机图像中的位置信息，并在全景相机图像中进行突出显示。在根据本专利技术所述的智能火灾检测与定位装置中，优选地，所述可见目标提取模块还用于在进行目标检测时还获取火灾目标的颜色、面积和几何中心的时变特征；所述全景目标定位模块用于获取所述火灾目标的颜色、面积和几何中心的时变特征，并生成提醒信息。在根据本专利技术所述的智能火灾检测与定位装置中，优选地，所述紫外目标检测模块采用二值化方法对紫外图像进行处理，同时采用中值滤波对二值化后的噪声进行处理，从而提取出紫外图像中的火灾目标。在根据本专利技术所述的智能火灾检测与定位装置中，优选地，所述全景图像获取模块通过3个180°全景相机拼接的方式获取360°的全景相机图像，其中，每个全景相机的中间120°图像用于拼接全景相机图像，左右两侧各30°图像用于相邻相机之间的图像匹配。本专利技术还提供了一种智能火灾检测与定位系统，所述系统包括：双光谱相机，包括共孔径的可见光相机和日盲紫外相机，用于获取观测区域的紫外图像和可见光图像；全景相机，用于获取全景相机图像；控制器，与所述用于双光谱相机和全景相机相连，用于提取出紫外图像中的火灾目标，并进行几何特征分析，确定火灾目标的中心位置；通过可见光相机和日盲紫外相机的参数，计算出火灾目标的中心位置在可见光图像中的对应位置，并以该位置为中心确定感兴趣区域，在该感兴趣区域进行目标检测，获取火灾目标位置信息；根据双光谱相机的观测角度读取对应角度下双光谱相机和全景相机的标定数据，根据火灾目标在可见光图像中的位置信息和读取的标定数据，计算出火灾目标在全景相机图像中的位置信息，并在全景相机图像中进行突出显示；显示屏，用于显示所述全景相机图像以及突出显示的火灾目标。实施本专利技术的智能火灾检测与定位方法、装置和系统，具有以下有益效果：本专利技术通过采用可见光和紫外双光谱火灾检测方法，有效克服了太阳等环境光照变化对火灾检测的影响，实现了固定区域火灾的快速检测，并且通过引入全景成像技术对被观测区域进行实时监视，根据双光谱相机的检测信息，实现了火灾检测结果的快速定位。附图说明图1为根据本专利技术优选实施例的智能火灾检测与定位方法的流程图；图2为根据本专利技术优选实施例的智能火灾检测与定位装置的模块框图；图3为根据本专利技术优选实施例的智能火灾检测与定位系统的框图；图4为根据本专利技术优选实施例的智能火灾检测与定位方法的界面示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能火灾检测与定位方法，其特征在于，所述方法包括：通过双光谱相机获取观测区域的紫外图像和可见光图像，所述双光谱相机包括共孔径的可见光相机和日盲紫外相机；通过全景相机获取全景相机图像；提取紫外图像中的火灾目标，对提取的火灾目标进行几何特征分析，确定火灾目标的中心位置；通过可见光相机和日盲紫外相机的参数，计算出火灾目标的中心位置在可见光图像中的对应位置，并以该位置为中心确定感兴趣区域，在该感兴趣区域进行目标检测，获取火灾目标位置信息；根据双光谱相机的观测角度读取对应角度下双光谱相机和全景相机的标定数据，根据火灾目标在可见光图像中的位置信息和读取的标定数据，计算出火灾目标在全景相机图像中的位置信息，并在全景相机图像中进行突出显示。

【技术特征摘要】
1.一种智能火灾检测与定位方法，其特征在于，所述方法包括：通过双光谱相机获取观测区域的紫外图像和可见光图像，所述双光谱相机包括共孔径的可见光相机和日盲紫外相机；通过全景相机获取全景相机图像；提取紫外图像中的火灾目标，对提取的火灾目标进行几何特征分析，确定火灾目标的中心位置；通过可见光相机和日盲紫外相机的参数，计算出火灾目标的中心位置在可见光图像中的对应位置，并以该位置为中心确定感兴趣区域，在该感兴趣区域进行目标检测，获取火灾目标位置信息；根据双光谱相机的观测角度读取对应角度下双光谱相机和全景相机的标定数据，根据火灾目标在可见光图像中的位置信息和读取的标定数据，计算出火灾目标在全景相机图像中的位置信息，并在全景相机图像中进行突出显示。2.根据权利要求1所述的智能火灾检测与定位方法，其特征在于，所述方法在进行目标检测时还获取火灾目标的颜色、面积和几何中心的时变特征，并生成提醒信息在全景相机图像中进行突出进行提醒。3.根据权利要求1或2所述的智能火灾检测与定位方法，其特征在于，所述提取出紫外图像中的火灾目标，包括：采用二值化方法对紫外图像进行处理，同时采用中值滤波对二值化后的噪声进行处理，以提取出紫外图像中的火灾目标。4.根据权利要求1或2所述的智能火灾检测与定位方法，其特征在于，所述通过可见光相机和日盲紫外相机的参数，计算出火灾目标的中心位置在可见光图像中的对应位置，包括：当日盲紫外相机获取的火灾目标的中心位置在其图像中的坐标为(x1,y1)时，通过以下公式计算在可见光图像中的对应位置(x2,y2)：上式中，f1为日盲紫外相机的焦距，d1为日盲紫外相机像元间距，f2为可见光相机焦距，d2为可见光相机像元间距。5.根据权利要求1或2所述的智能火灾检测与定位方法，其特征在于，所述通过全景相机获取全景相机图像，包括：通过3个180°全景相机拼接的方式获取360°的全景相机图像，其中，每个全景相机的中间120°图像用于拼接全景相机图像，左右两侧各30°图像用于相邻相机之间的图像匹配。6.根据权利要求1或2所述的智能火灾检测与定位方法，其特征在于，所述双光谱相机和全景相机的标定数据通过以下方式获得：在双光谱相机和全景相机的安装位置固定后，通过各个角度和距离下的预定目标在两个相机所成像的位置信息，计算获得成像场景内目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋亚军，杨晨，曾克思，向宏义，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11