一种烟雾热成像火灾自动定位探测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种烟雾热成像火灾自动定位探测系统及方法，通过编码器对所有光电烟雾探测器进行编码，将探测器位置编号和热像视场进行对应，确定火灾具体位置。使用热像仪对现场进行监控，能够比普通视频探测器更早发现火情，尤其适合飞机货舱、核电站、高压电变电站等人难以进入的危险场所。当烟雾报警器发出火灾报警，此时如果热像仪捕获视频无高热区域，则解除火灾报警，降低假火警造成的损失。本发明专利技术的多工作模式，多接口设计，提高发明专利技术的实用性，利于后期设备改造。将烟雾信号检测和热像检测结合，使用智能信息处理方法进行火灾探测和定位，促进消防设备的智能化。可以对已经安装烟雾报警器的场所进行升级改造，还可以提高探测结果的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，通过编码器对所有光电烟雾探测器进行编码，将探测器位置编号和热像视场进行对应，确定火灾具体位置。使用热像仪对现场进行监控，能够比普通视频探测器更早发现火情，尤其适合飞机货舱、核电站、高压电变电站等人难以进入的危险场所。当烟雾报警器发出火灾报警，此时如果热像仪捕获视频无高热区域，则解除火灾报警，降低假火警造成的损失。本专利技术的多工作模式，多接口设计，提高专利技术的实用性，利于后期设备改造。将烟雾信号检测和热像检测结合，使用智能信息处理方法进行火灾探测和定位，促进消防设备的智能化。可以对已经安装烟雾报警器的场所进行升级改造，还可以提高探测结果的鲁棒性。【专利说明】
本专利技术涉及火灾智能安防监控
，尤其涉及火灾烟雾探测、图像型火灾探测算法研究、危险区域火灾监控
，具体涉及。
技术介绍
绝大多数火灾发生时均会释放出大量的烟雾，烟雾颗粒是火灾早期重要特征之一，因而烟雾检测可以较早发现火灾。烟雾火灾报警器现在已经广泛应用于飞机舱、娱乐场所、服务器机房、变电站等场所。为了确保安全，在危险场所，报警器的灵敏度通常都较高，绝大部分火警信号都是假火警信号。对于服务器机房等场所，若发出火警信号，只需要相关人员到现场查看并采取相应措施即可。但是如果在飞行过程中飞机货舱发出火警信号，机组人员无法进人货舱，无法判定货舱火警的真伪，即使是虚假火警也会迫使机组非正常调度返航着陆，紧急撤离时可能造成人员损伤，航班延误，给航空公司造成重大财产损失。目前使用较多的光电感烟火警探测器，产生虚假火警信号最根本的原因在于光电感烟探测器本质上是一个粒子探测器，只能探测粒径较大的烟雾粒子，对粒径小于0.4um的不可见烟不响应，光电感烟探测器本身无法区分进入传感器探测室的究竟是烟雾粒子，还是浮质小颗粒干扰源:比如灰尘、雾气、潮气、小油滴，飞机运输货物产生的颗粒比如鲜花花粉颗粒，雏鸡、鸽子的小绒毛等，只要探测室中的粒子浓度达到一定量，使探测器红外光线产生足够的反射和散射，导致光电管中光电流增加，感烟探测器就会发虚假火警信号。虽然可以保证有火必报，保持较高的灵敏度，但在较危险的环境中，如果人无法进行确认，误报警也会造成巨大损失。专利申请公布的“一种图像型烟雾火灾探测器(201220236065.2) ”，它利用图像传感器，捕获火灾监测区域的视频图像，通过信号处理芯片对捕获的视频进行分析后判断视频图像中是否存在烟雾。在火灾初期，烟气浓度较低，在视频图像中准确提取出烟雾图像难度较大，必须在烟雾浓度达到一定程度时才能进行有效的烟雾图像处理。专利申请公布的“具有图像监视功能的烟雾探测器(CN01233983) ”，它将感烟器件和摄像头集成在一起，在获知火警情况下通过摄像头进一步证实火情，或者观察到现场的图像信息，更快地决策和部署抢救，但是感烟探测器的有效监控范围和摄像头的监控范围有较大差异，如果安装该设备少，无法有效进行烟雾探测，安装较多，多摄像头又会造成资源浪费，增加施工成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有火灾烟雾探测器易因假报警造成损失的不足，为人员难以到达的危险场所提供。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:一种烟雾热成像火灾自动定位探测系统，包括一台热成像仪，一组光电烟雾探测器，一个数字信号处理单兀，包括信号输入，信号处理，信号输出三部分。系统的火灾探测部分主要依靠光电烟雾探测器和热像仪，热像仪输出的视频可以进行探测区域的实时监测显示。光电烟雾探测器输出的电信号和热像仪捕获的视频信号均接入数字信号处理器，在处理器中对烟雾信号和视频信号分别进行处理，处理后的报警信息可以以声音、串行数据、视频流的形式进行输出。特征在于:所述热成像仪，输出伪彩或灰度热图像，图像的颜色分布代表视场内的温度分布；所述数字信号处理单元的信号输入部分包括数个视频接口、视频编码器，一个键盘；所述数字信号处理单元的信号处理部分包括一个数字信号处理器(TMS320DM642)，可以实时处理多路数字输入数据，四路视频数据，有多路串口输出；所述数字信号处理单元的信号输出部分包括一个视频解码器，一个蜂鸣器，多路串口输出，一个液晶显示屏；所述系统有两种运行模式，第一种单纯依靠烟雾探测器进行火灾探测，热像仪进行实时显示；第二种同时依靠烟雾探测器和热像仪进行探测，融合烟雾报警信号和热像仪的数字图像处理结果进行火灾报警；探测器的输出是显示在液晶屏上的热成像仪视频流，也可以选择声音、串行数据报警，以哪种形式可以通过按键进行设置。本专利技术的基于上述装置的火灾烟雾定位探测方法，检测到存在烟雾信号后，系统进行以下步骤:(I)当运行在单一的依靠烟雾报警的模式下，利用现有技术中的光电烟雾探测方法检测是否有火灾。其特征在于，对于已经安装烟雾报警器的场所，只需要将烟雾报警信号通过串口接入信号输入单元，在IXD (液晶显示屏)上的热像仪监控画面中会出现相应火灾报警提示语；对于未安装烟雾探测器的场所，将安装的光电烟雾探测器进行编码，使得光电烟雾探测器和热像仪的监控画面区域形成对应。当发生火灾时，光电烟雾探测器的探测信号接至输入模块的编码器，编码结果标志发生火灾的区域，在输出的热像仪输出视频中相应的区域出现红色方框，圈定火灾位置；(2)当运行在烟雾和热像结合的模式下，编码器对各路光电烟雾探测器进行编码，使光电烟雾探测器和热像仪的监控画面区域形成对应。当发生火灾时，光电烟雾探测器的探测信号接至输入模块的编码器，编码结果标志发生火灾的区域，在输出的热像仪输出视频中相应的区域出现红色方框。同时，热像仪捕获的视频接至信号输入单元的视频输入接口，经过视频编码的数据流进入数字信号处理器进行处理，通过图像增强，温度标定和图像颜色谱分析，得到视区温度分析结果。利用光电烟雾报警器的数据和温度分析结果进行综合判断，确定火灾是否发生，给出报警结果。本专利技术提供了一种集传统烟雾探测和热像火灾探测于一体的火灾探测定位装置。本专利技术有两种工作模式，可以对已经安装烟雾报警器的场所进行进一步的升级改造，在发出烟雾报警后，可以通过热像在液晶屏上显示，确认是否真有火灾发生；若工作在烟雾和热像同时工作的模式下，可以将光电烟雾探测器的探测结果和热像探测结果进行融合，提高探测结果的鲁棒性。本专利技术能够定位火灾发生的具体位置，采用编码器对所有光电烟雾探测器进行编码，将探测器位置编号和热像视场进行对应，当烟雾报警器进行报警时，通过编码器获得的信息可以大致确定火灾的位置，而热像仪中的高亮区域可以显示火灾的具体位置。本专利技术提供了多视频接口，多路烟雾探测器输入接口，多种输出模式选择，可以在后期对火灾监控系统进行升级。本专利技术还会带来一定的积极效果:由于系统设置了只依靠烟雾检测和烟雾热像相结合两种模型，使得已经安装烟雾报警器的场所也可以同时使用热成像仪进行火警的进一步确认，尤其适合飞机货舱、炼油厂、高压电变电站等危险场所，如在飞机货舱内，若烟雾报警器发出火灾报警，此时如果热像仪传回的货舱视频并无高热区域，就可以解除火灾报警，进一步降低假火警造成的损失。由于本专利技术的两种模式，多接口设计，提高的设计的实用性，利于后期设备改造。在信号处理部分，将烟雾信号检测和热像检测结合，使用智能信息处理方法进行火灾探测，促进消防设备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟雾热成像火灾自动定位探测系统，其特征在于：包括一台热成像仪，一组光电烟雾探测器，一个数字信号处理单元，数字信号处理单元包括信号输入，信号处理，信号输出三部分；系统的火灾探测部分主要依靠光电烟雾探测器和热成像仪，热成像仪输出的视频能够进行探测区域的实时监测显示；光电烟雾探测器输出的电信号和热像仪捕获的视频信号均接入数字信号处理单元，在数字信号处理单元中对烟雾信号和视频信号分别进行处理，处理后的报警信息能够以声音、串行数据、视频流的形式进行输出；所述热成像仪，输出热图像，能够是伪彩或灰度图像，图像的颜色分布代表视场内的温度分布；所述数字信号处理单元的信号输入部分包括一个多路编码器、数个视频接口、视频编码器SAA7121H，以及按键；所述数字信号处理单元的信号处理部分包括数字信号处理器TMS320DM642，能够实时处理多路数字输入数据和视频数据；所述数字信号处理单元的信号输出部分包括一个视频解码器SAA7113H，一个蜂鸣器，多路串口输出，一个LCD；系统有两种运行模式，第一种单纯依靠烟雾探测器进行火灾探测，热成像仪进行实时显示；第二种同时依靠烟雾探测器和热成像仪进行探测定位，融合烟雾报警信息和热成像仪的数字图像信息进行火灾探测和定位；系统的输出是显示在LCD上的热像视频流，同时也能够选择声音和/或串行数据报警，以哪种形式报警能够通过按键进行设置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张永明，贾阳，袁洁，袁伟，方俊，王进军，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34