一种基于红外与可见光摄像机联动的森林火灾监测方法技术

该发明专利技术提供了一种基于红外与可见光摄像机联动的森林火灾监测方法。利用红外摄像机对林区进行全天候监控，采集广域视角下的森林红外图像，并通过多特征融合方法对红外图像火焰进行识别。当检测到火灾发生时，由双摄像机联动策略，控制可见光摄像机对火灾现场进行特写，获取火灾现场实时精准的火情信息。本方法采用红外摄像机与可见光摄像机联动策略，通过视频复合在监测到森林火灾的同时，对火灾现场进行特写，获取火灾现场实时精准的火情信息，为组织扑救工作提供决策支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于视频监控
，涉及一种基于红外与可见光摄像机联动的森林火灾监测方法。
技术介绍
森林火灾是世界性的林业重大灾害之一，一旦发生将会造成严重的损失。我国是一个森林火灾多发国家，森林防火的形势非常严峻。据国民经济和社会发展统计公报数据显示，2015年全国共发生森林火灾2936起(其中一般火灾1676起、较大火灾1254起、重大火灾6起)，受害森林面积12940公顷，因灾造成人员伤亡26人，直接经济损失达13多亿元。森林火灾具有随机性和突发性的特点，大部分森林火灾由于未能及时发现、扑救，造成了巨大损失。扑救是否得当主要取决于对林火行为的发现是否及时，火情分析是否准确合理。因此，依靠现代信息技术及时准确地获知林火发生地点以及灾情的变化、发展状况，为组织扑救工作提供决策支持，具有重要的研究价值和现实意义。目前森林火灾监测措施普遍采用地面巡防、瞭望塔监测、航空巡护、卫星遥感监测以及远程视频监控等。地面巡防以及瞭望塔监测需要通过用人肉眼观察烟雾来发现林火，信息量少，且需要有丰富经验的判读人员，难以满足当前计算机快速自动识别的要求；航空巡护一次观测需要相对昂贵的费用，且巡航飞机数量有限，协调难度大，不利于航空护林事业的发展；卫星监测虽具有监测范围广且适于对全国宏观区域的林火发生面积和位置进行定期监测的优点，但由于其易受分辨率、电磁干扰、云雾遮挡等影响不能及时准确掌握森林资源变化和实时监测森林火灾。远程视频监控采用瞭望塔上的视频摄像头监测森林现场，能提供丰富和直观的图像信息，弥补林火监测易受环境条件限制影响的缺陷，并具有成本低、速度快、灵敏度高、可靠性强的特点。对森林进行监控的摄像头一般为安装在林区制高点的红外摄像头，实现森林全天候广域视角下的监控，一旦发生火灾可精确标明火场位置，确定火场面积、火势强度和发展方向，从宏观上反映林火的动态变化。由于红外摄像头安装位置较高，因而无法近距离观查火灾现场情况，无法获取更加精确的火情信息。现已有工作通过手动调节改变摄像头的焦距对林火区域进行特写，实现火情近距离监测。这种方法虽然能对实时火情进行特写，但其不能同时兼顾整体监控和火情局部观察。因此，需要一种可以有效提高监控效率的森林火灾监测方法，在监测到森林火灾的同时，对火灾现场进行特写，提供火灾现场实时火情信息，为组织扑救工作提供决策支持。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于红外与可见光摄像机联动的森林火灾监测方法，通过视频复合，在监测到森林火灾的同时，可对火灾现场进行特写，获取火灾现场实时精准的火情信息，为组织扑救工作提供决策支持。为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种基于红外与可见光摄像机联动的森林火灾监测方法，其特征在于，它包括如下步骤：S1：通过一个红外摄像机对森林进行全天候监控，采集广域视角下的森林红外图像；S2：对釆集到的红外图像进行预处理，综合火焰疑似区域火焰面积变化率、火焰尖角变化数、火焰圆形度等动态特征识别火焰，自动判断火灾是否发生；S3：红外摄像机与特写摄像机标定；S4：由双摄像机联动策略，控制特写可见光摄像头对火灾现场进行特写。进一步，所述步骤S2中对对红外图像进行预处理，综合火焰疑似区域火焰面积、火焰尖角、火焰圆形度等动态特征识别火焰，自动发现林火的具体步骤是指：21：采用直方图均衡化法对红外图像进行处理，增强图像对比度；22：采用最大熵图像分割算法，对火焰疑似区域进行分割；23：提取火焰疑似区域火焰面积变化率、火焰尖角变化数、火焰圆形度等动态特征；24：采用多特征融合识别火焰，判断是否有火灾发生。进一步，所述步骤S3中一种基于查找表的红外摄像机与可见光摄像机标定法具体步骤是指：31：划分火灾区域为网格状；32：控制可见光摄像机图像中心与重合，记录红外摄像机中网格交点的可见光摄像机旋转角度；33：用双线性插值求取非网格交点的可见光摄像机的旋转角度。进一步，所述步骤S4的具体步骤是指：41：可见光摄像机位置调整；42：可见光摄像机缩放调整；本专利技术的有益效果在于：利用红外监控摄像机对林区进行全天候监测，采集广域视角下的森林红外图像，通过多特征融合对红外光火焰进行识别与预警。当检测到火灾发生时，由双摄像机联动策略，控制可见光摄像机对火灾现场进行特写，获取火灾现场实时精准的火情信息。本方法采用红外摄像机与可见光摄像机联动策略，通过视频复合在监测到森林火灾的同时，对火灾现场进行特写，获取火灾现场实时精准的火情信息，为组织扑救工作提供决策支持。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为基于红外摄像机与可见光摄像机联动的森林火灾监测方法框架图；图2为红外图像中火灾识别流程图；具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。图1为基于红外摄像机与可见光摄像机联动的森林火灾监测方法框架图，本方法包括以下步骤：S1：通过一个红外摄像机对森林进行全天候监控，采集广域视角下的森林红外图像；S2：对釆集到的红外图像进行预处理，综合火焰面积变化率、火焰尖角变化数、火焰圆形度等特征加权识别火焰，自动判断火灾是否发生。具体包括以下步骤：S21：采用直方图均衡化法对红外图像进行处理，增强图像对比度。具体方法是采用累积分布函数对原始图像的直方图做灰度值的线性变换。直方图均衡化公式为： t k = E H ( r k ) Σ i = 0 k n i n = Σ i = 0 k p r ( r i ) , 0 ≤ r k , t k ≤ 1 , k = 0 , 1 , 2 , ... L - 1 ]]>rk表示待处理图像的第K级灰度值，tk表示增强变化后图像中对应像素点的灰度值。S22：采用最大熵图像分割算法，对火焰疑似区域进行分割。用灰度级t分割图像，大于和小于的分别归为一个区域，两个目标区域为A和B。概率在基本区域的分布为：A区：B区：pi/(1-pi)i＝1,2,…,t疑似火焰区域和背景区域的的熵表示如下： H A ( t ) = - Σ i p i / 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外与可见光摄像机联动的森林火灾监测方法，其特征在于包括下述步骤：S1：通过一个红外摄像机对森林进行全天候监控，采集广域视角下的森林红外图像；S2：基于查找表方法标定摄像机与特写摄像机；S3：对釆集到的红外图像进行预处理，综合火焰疑似区域火焰面积、火焰尖角、火焰圆形度等动态特征识别火焰，自动判断火灾是否发生；S4：由双摄像机联动策略，控制特写可见光摄像头对火灾现场进行特写。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外与可见光摄像机联动的森林火灾监测方法，其特征在于包括下述步骤：S1：通过一个红外摄像机对森林进行全天候监控，采集广域视角下的森林红外图像；S2：基于查找表方法标定摄像机与特写摄像机；S3：对釆集到的红外图像进行预处理，综合火焰疑似区域火焰面积、火焰尖角、火焰圆形度等动态特征识别火焰，自动判断火灾是否发生；S4：由双摄像机联动策略，控制特写可见光摄像头对火灾现场进行特写。2.根据权利要求1所述的一种基于红外摄像机与可见光摄像机联动的森林火灾监测方法，其特征在于：在步骤S2中，具体包括以下步骤：21：采用直方图均衡化法对红外图像进行处理，增强图像对比度；22：采用最大熵图像分割算法，对火焰疑似...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹宏鹏，柴毅，李艳霞，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50