智能消防系统及其控制方法、处理器及处理设备技术方案

本发明专利技术实施例提供一种用于智能消防系统的控制方法、处理器、处理设备、智能消防系统以及机器可读存储介质。控制方法包括获取图像采集设备采集的被监测环境的图像；在检测到图像中包含火源的情况下，根据图像确定火源的火焰中心点在图像中的坐标；根据坐标确定火焰中心点在实际空间中的三维空间坐标；根据三维空间坐标确定火源距离消防炮的水平距离和消防炮工作所需的水平偏转角；根据水平距离值确定消防炮工作所需的俯仰角；以及根据水平偏转角和俯仰角控制消防炮进行灭火操作。本发明专利技术实施例提供的方案可做到对火焰快速和精确检测，并精确定位火源坐标，驱动消防炮完成灭火。驱动消防炮完成灭火。驱动消防炮完成灭火。

【技术实现步骤摘要】
智能消防系统及其控制方法、处理器及处理设备


[0001]本专利技术属于消防
，具体地涉及一种用于智能消防系统的控制方法、处理器、处理设备、智能消防系统以及机器可读存储介质。

技术介绍

[0002]消防系统的设计工作一直都是消防领域的研究重点，消防系统依靠各种火焰检测方法对环境进行检测，判断是否有火灾的发生，同时能够实现对火源位置进行准确定位，为了能够驱动消防炮对火源进行灭火，需要对灭火剂在空气中的射流轨迹进行预测，完成灭火。
[0003]目前主要的火焰检测手段有使用传感器或火焰探测器对环境进行探测，还有使用神经网络等算法实现对火焰的检测。传统的通过探测器对火焰进行检测有明显的缺点：
[0004]1、火焰探测器检测精度较低，在大空间的应用场景中，探测器探测范围较小，难以实现几十米范围内的火焰探测，且对小火焰不敏感，影响系统整体性能。
[0005]2、火焰探测器响应时间慢，现有各种型号探测器难以做到对火焰的快速反应，探测器对使用环境要求较高，光线会影响探测器的使用，同时环境中可能存在烟雾等干扰，使得探测器不能对火灾的发生做出快速预警。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例的目的是提供一种用于智能消防系统的控制方法、处理器、处理设备、智能消防系统以及机器可读存储介质。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种用于智能消防系统的控制方法，智能消防系统包括图像采集设备、处理器以及消防炮，控制方法包括：
[0008]获取图像采集设备采集的被监测环境的图像；
[0009]在检测到图像中包含火源的情况下，根据图像确定火源的火焰中心点在图像中的坐标；
[0010]根据坐标确定火焰中心点在实际空间中的三维空间坐标；
[0011]根据三维空间坐标确定火源距离消防炮的水平距离和消防炮工作所需的水平偏转角；
[0012]根据水平距离值确定消防炮工作所需的俯仰角；以及
[0013]根据水平偏转角和俯仰角控制消防炮进行灭火操作。
[0014]在本专利技术实施例中，图像采集设备包括水平设置的左相机和右相机，图像包括左相机采集的第一图像和右相机采集的第二图像；在检测到图像中包含火源的情况下，根据图像确定火源的火焰中心点在图像中的坐标，包括：
[0015]将第一图像和第二图像输入到深度学习的目标检测模型；
[0016]在第一图像和第二图像均包含火源的情况下，目标检测模型分别给出第一图像和第二图像中火源的位置框；
[0017]分别计算第一图像和第二图像中火源的火焰中心点分别在第一图像和第二图像中的第一坐标和第二坐标。
[0018]在本专利技术实施例中，根据坐标确定火焰中心点在实际空间中的三维空间坐标包括：
[0019]根据以下公式计算三维空间坐标：
[0020][0021][0022]其中，(u
l
,v
l
)与(u
r
,v
r
)分别是左相机和右相机中火焰中心的图像像素坐标，(X
W
,Y
W
,Z
W
)是三维空间坐标，和分别为左相机和右相机的图像像素坐标与三维空间坐标间的投影变换矩阵。
[0023]在本专利技术实施例中，根据三维空间坐标确定火源距离消防炮的水平距离和消防炮工作所需的水平偏转角，包括：
[0024]根据确定水平距离，其中X为水平距离，Z
W
为三维空间坐标中与图像平面垂直的Z轴的坐标值，X
W
为三维空间坐标的X轴的坐标值；
[0025]根据确定水平偏转角，其中α为水平偏转角。
[0026]在本专利技术实施例中，根据水平距离值确定消防炮工作所需的俯仰角包括：
[0027]根据以下公式确定俯仰角：
[0028][0029]其中，Y为消防炮的射高，H为消防炮的安装高度与火源的高度差，g为重力加速度，v0为消防炮的射流初速度，X为消防炮的射程，k为空气阻力，θ为俯仰角。
[0030]本专利技术第二方面提供一种处理器，被配置成执行上述的用于智能消防系统的控制方法。
[0031]本专利技术第三方面提供一种智能消防系统，包括：
[0032]图像采集设备，被配置成采集被监测环境的图像；
[0033]消防炮，用于进行灭火作业；以及
[0034]上述的处理器。
[0035]在本专利技术实施例中，图像采集设备包括：
[0036]水平设置的左相机和右相机，左相机和右相机被配置成以各自固定角度对被监测环境进行拍照；
[0037]其中，左相机和右相机的内部参数相同。
[0038]在本专利技术实施例中，消防炮与图像采集设备垂直安装，消防炮安装的初始垂直角度为零，消防炮喷头轴线与图像采集设备的光轴共面。
[0039]本专利技术第四方面提供一种处理设备，应用于智能消防系统，智能消防系统包括图像采集设备和消防炮，处理设备包括：
[0040]火焰检测模块，被配置成获取图像采集设备采集的被监测环境的图像，以及在检测到图像中包含火源的情况下，根据图像确定火源的火焰中心点在图像中的坐标；
[0041]空间定位模块，被配置成接收坐标，根据坐标确定火焰中心点在实际空间中的三维空间坐标，并根据三维空间坐标确定火源距离消防炮的水平距离和消防炮工作所需的水平偏转角；以及
[0042]射流轨迹计算模块，被配置成根据水平距离值确定消防炮工作所需的俯仰角，以及根据水平偏转角和俯仰角控制消防炮进行灭火操作。
[0043]本专利技术第五方面提供一种机器可读存储介质，机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得处理器实现上述的用于智能消防系统的控制方法。
[0044]本专利技术实施例提供的方案可做到对火焰快速和精确检测，并精确定位火源坐标，驱动消防炮完成灭火。
[0045]本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0046]附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：
[0047]图1示意性示出了根据本专利技术实施例的用于智能消防系统的控制方法的示例流程图；
[0048]图2示意性示出了根据本专利技术实施例的消防系统的结构框图；
[0049]图3示出了本专利技术实施例使用的双目视觉定位的原理示意图；
[0050]图4示出了本专利技术实施例的射流轨迹模型图。
[0051]附图标记说明
[0052]100图像采集设备
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200处理器
[0053]201火焰检测模块
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202空间定位模块
[0054]203射流轨迹计算模块
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于智能消防系统的控制方法，其特征在于，所述智能消防系统包括图像采集设备、处理器以及消防炮，所述控制方法包括：获取所述图像采集设备采集的被监测环境的图像；在检测到所述图像中包含火源的情况下，根据所述图像确定所述火源的火焰中心点在所述图像中的坐标；根据所述坐标确定所述火焰中心点在实际空间中的三维空间坐标；根据所述三维空间坐标确定所述火源距离所述消防炮的水平距离和所述消防炮工作所需的水平偏转角；根据所述水平距离值确定所述消防炮工作所需的俯仰角；以及根据所述水平偏转角和所述俯仰角控制所述消防炮进行灭火操作。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述图像采集设备包括水平设置的左相机和右相机，所述图像包括所述左相机采集的第一图像和所述右相机采集的第二图像；所述在检测到所述图像中包含火源的情况下，根据所述图像确定所述火源的火焰中心点在所述图像中的坐标，包括：将所述第一图像和所述第二图像输入到深度学习的目标检测模型；在所述第一图像和所述第二图像均包含所述火源的情况下，所述目标检测模型分别给出所述第一图像和所述第二图像中所述火源的位置框；分别计算所述第一图像和所述第二图像中所述火源的火焰中心点分别在所述第一图像和所述第二图像中的第一坐标和第二坐标。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述坐标确定所述火焰中心点在实际空间中的三维空间坐标包括：根据以下公式计算所述三维空间坐标：根据以下公式计算所述三维空间坐标：其中，(u
l
,v
l
)与(u
r
,v
r
)分别是所述左相机和所述右相机中火焰中心的图像像素坐标，(X
W
,Y
W
,Z
W
)是所述三维空间坐标，和分别为所述左相机和所述右相机的图像像素坐标与三维空间坐标间的投影变换矩阵。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述三维空间坐标确定所述火源距离所述消防炮的水平距离和所述消防炮工作所需的水平偏转角，包括：根据确定所述水平距离，其中所述X为所述水平距离，所述Z
W
为所述三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝辉，梁平，周天念，吴传平，刘毓，刘美麟，潘碧宸，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：