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：获取单目相机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的实际坐标；根据实际坐标确定火源距离消防炮的水平距离和水平偏转角；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。通过上述技术方案，可以使用深度学习目标检测算法实现对火焰的精确检测，能够做到快速响应，仅使用单目视觉定位方法即能很好地获得火源的实际坐标，以此得到消防炮工作所需水平转角和垂直转角，完成灭火。完成灭火。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]目前国内外的自动消防系统发展，各国研究的重点放在对火灾的快速探测和响应，对火源的准确定位以达到精确灭火以及灭火系统的可靠性和稳定性上。基于以上需求，各种类型的消防系统被设计出来，消防系统的研制需要综合计算机视觉、流体力学等各种技术。现有自动灭火系统呈现出流量大、射程远和智能化的特点。
[0003]目前，国内外所使用的火灾探测技术主要有基于图像的视频探测技术和扫描式红外火焰探测技术等，这些技术各有优缺点，主要问题如下：
[0004]1、基于图像处理的火焰探测技术需要对彩色图像进行大量的计算操作，这对计算机的处理能力有很大要求，当硬件条件较差时很难做到实时性。
[0005]2、扫描式红外火焰探测系统通过在水平和垂直方向扫描来检测着火点的方向。这种方式所需的探测时间较长，不能及时对火灾做出预警，且难以精确探测到火灾初期的小型火焰。

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，智能消防系统包括单目相机、处理器以及消防炮，单目相机设置在被监测环境的上方，控制方法包括：
[0008]获取单目相机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实际坐标，其中实际坐标为所述监测图像中的火焰中心点在所述被监测环境中所对应的实际坐标；
[0011]根据实际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，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]将图像输入至基于深度学习的目标检测模型；
[0016]在图像包含火源的情况下，目标检测模型给出图像中火源的位置框；
[0017]将位置框的中心点相对于图像的参考点的坐标确定为火源的火焰中心点在图像
中的坐标。
[0018]在本专利技术实施例中，参考点为图像的左上顶点。
[0019]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实际坐标包括：
[0020]根据以下公式确定实际坐标：
[0021][0022][0023]其中，(x0,y0)为火焰中心点在图像中的坐标，(x1,y1)为实际坐标，D
min
为单目相机的视场近端距离单目相机的水平距离，D
max
为单目相机的视场远端距离单目相机的水平距离，B0为视场远端宽度的一半，h为图像的像素高度，w为图像的像素宽度。
[0024]在本专利技术实施例中，根据实际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：
[0025]根据确定水平偏转角，其中，为水平偏转角；以及
[0026]根据确定水平距离，其中X为水平距离。
[0027]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：
[0028]根据以下公式确定俯仰角：
[0029][0030]其中，H为消防炮的安装高度，g为重力加速度，v0为消防炮的射流初速度，γ为俯仰角。
[0031]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。
[0032]本专利技术第三方面提供一种智能消防系统，包括：
[0033]单目相机，被配置成采集被监测环境的图像；
[0034]消防炮，用于进行灭火作业；以及
[0035]上述的处理器。
[0036]在本专利技术实施例中，消防炮安装在单目相机的正下方，消防炮喷头轴线与单目相机的光轴共面，消防炮的初始水平转角为零。
[0037]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，智能消防系统包括单目相机和消防炮，单目相机设置在被监测环境的上方，处理设备包括：
[0038]火焰检测模块，被配置成获取单目相机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；
[0039]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实际坐标，其中实际坐标为火焰中心点投影到被监测环境的水平面的实际坐标；
[0040]参数计算模块，被配置成根据实际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
[0041]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。
[0042]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。
[0043]通过上述技术方案，可以使用深度学习目标检测算法实现对火焰的精确检测，能够做到快速响应，仅使用单目视觉定位方法即能很好地获得火源的实际坐标，以此得到消防炮工作所需水平转角和垂直转角，完成灭火。
[0044]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
[0045]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：
[0046]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；
[0047]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；
[0048]图3示意性示出了本专利技术实施例使用的单目视觉定位示意侧视图；以及
[0049]图4示意性示出了本专利技术实施例使用的单目视觉定位示意俯视图。
[0050]附图标记说明
[0051]100单目相机
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200处理器
[0052]201火焰检测模块
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202空间定位模块
[0053]203参数计算模块
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204射流轨迹计算模块
[0054]300消防炮
具体实施方式
[0055]以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实本文档来自技高网...

【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单目相机、处理器以及消防炮，所述单目相机设置在被监测环境的上方，所述控制方法包括：获取所述单目相机采集的所述被监测环境的图像；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实际坐标，其中所述实际坐标为所述监测图像中的火焰中心点在所述被监测环境中所对应的实际坐标；根据所述实际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；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：将所述图像输入至基于深度学习的目标检测模型；在所述图像包含所述火源的情况下，所述目标检测模型给出所述图像中所述火源的位置框；将所述位置框的中心点相对于所述图像的参考点的坐标确定为所述火源的火焰中心点在所述图像中的坐标。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述参考点为所述图像的左上顶点。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述坐标确定所述火焰中心点在实际空间中的实际坐标包括：根据以下公式确定所述实际坐标：根据以下公式确定所述实际坐标：其中，(x0,y0)为所述火焰中心点在所述图像中的坐标，(χ1,y1)为所述实际坐标，D
min
为所述单目相机的视场近端距离所述单目相机的水平距离，D
max
为所述单目相机的视场远端距离所述单目相机的水平距离，B0为所述视场远端宽度的一半，h为所述图像的像素高度，w为所述图像的像素宽度。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述实际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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝辉，周天念，梁平，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：