基于物联网的园区消防远程监测系统技术方案

本发明专利技术涉及图像数据处理技术领域，具体涉及基于物联网的园区消防远程监测系统，包括：通过分析高温边缘线中边缘像素点在图像中的位置分布获得高温区域对应高温边缘线的不规则程度，根据高温区域中像素点的灰度分布获得高温区域的温度变化程度，结合获取不规则程度和温度变化程度时对应拟合曲线与对应的序列之间的误差获得第一权重和第二权重，以对不规则程度

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的园区消防远程监测系统


[0001]本专利技术涉及图像数据处理
，具体涉及基于物联网的园区消防远程监测系统
。

技术介绍

[0002]园区消防远程检测系统通过结合利用物联网技术和传感器设备，实现对园区内火灾风险的实时监测
、
远程预警和数据管理的系统，其中利用红外图像技术进行监测在园区消防领域得到广泛应用，红外监测设备能够高效地检测到火源
、
烟雾
、
高温区域等火灾迹象，同时结合图像处理和模式识别等算法，可以实现自动化火灾预警和火灾定位的功能，实现对园区火灾风险的敏感监测与及时响应
。
[0003]而由于发生火灾时对周围建筑的炙烤，或由于天气温度升高导致的园区建筑以及地表温度升高的情况而出现的高温非火灾区域，会干扰火灾区域的边缘检测结果，使园区消防远程监测系统无法准确地识别出火灾区域，导致无法迅速响应造成火势扩大以及人员伤亡的风险
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供基于物联网的园区消防远程监测系统，以解决现有的问题：由于发生火灾时对周围建筑的炙烤，或由于天气温度升高导致的园区建筑以及地表温度升高的情况而出现的高温非火灾区域，会干扰火灾区域的边缘检测结果，使园区消防远程监测系统无法准确地识别出火灾区域，导致无法迅速响应造成火势扩大以及人员伤亡的风险
。
[0005]本专利技术的基于物联网的园区消防远程监测系统采用如下技术方案：本专利技术一个实施例提供了基于物联网的园区消防远程监测系统，该系统包括以下模块：图像采集模块，用于获取园区红外图像；边缘分析模块，用于获取园区红外图像中的高温区域以及高温区域对应的高温边缘线；根据高温边缘线中边缘像素点的位置获得高温边缘线的特殊中点，根据高温边缘线中边缘像素点与特殊中点之间的距离获得高温区域对应高温边缘线的不规则程度；区域分析模块，用于对高温区域利用不同预设大小的迭代窗口，通过分析迭代窗口内所有像素点的灰度值分布情况，获得高温区域对应的若干个窗口优选程度，获取任意高温区域的所有窗口优选程度形成的优选程度序列，根据优选程度序列获得高温区域的烟雾浓度系数；将高温区域对应高温边缘线的特殊中点与高温边缘线上任意边缘像素点所形成的线段记为辐射线段，将辐射线段上像素点形成的序列记为辐射像素点序列，根据辐射像素点序列获得高温区域的温度变化程度；消防监测模块，用于通过优选程度序列和辐射像素点序列对不规则程度
、
烟雾浓度系数以及温度变化程度进行调节，获得高温区域为火灾区域的火灾概率，利用火灾概率的大小对园区消防进行远程监测
。
[0006]进一步的，所述获取园区红外图像中的高温区域以及高温区域对应的高温边缘线，包括的具体方法为：利用分水岭算法获取园区红外图像中的若干个连通域，将连通域内所有像素点的平均灰度值大于预设的第一阈值时对应的连通域记为高温区域；获取所有高温区域的边缘线记为高温边缘线
。
[0007]进一步的，所述根据高温边缘线中边缘像素点的位置获得高温边缘线的特殊中点，根据高温边缘线中边缘像素点与特殊中点之间的距离获得高温区域对应高温边缘线的不规则程度，包括的具体方法为：首先，获取红外边缘图像中任意高温边缘线横坐标的最小值和最大值，以及纵坐标的最小值和最大值；将横坐标的最小值和最大值的平均值记为，将纵坐标的最小值和最大值的平均值记为，将坐标处的像素点记为高温边缘线的特殊中点；获得红外边缘图像中任意高温边缘线对应的特殊中点；然后，获取任意高温边缘线中边缘像素点与高温边缘线对应特殊中点之间的欧氏距离，记为边缘像素点的距离特征，将高温边缘线中所有边缘像素点的距离特征的标准差记为高温区域对应高温边缘线的不规则程度
。
[0008]进一步的，所述对高温区域利用不同预设大小的迭代窗口，通过分析迭代窗口内所有像素点的灰度值分布情况，获得高温区域对应的若干个窗口优选程度，包括的具体方法为：获取任意高温区域对应高温边缘线中边缘像素点之间的最大欧氏距离，构建一个初始大小为，且以任意高温区域的质心作为窗口中心的迭代窗口，迭代窗口的大小参数以为步长进行迭代增加，迭代窗口的窗口大小小于等于，其中和为预设的超参数；在迭代窗口的每一迭代过程中，将迭代窗口内所有像素点的灰度值的方差记为窗口优选程度，获得若干次迭代过程中每一次迭代后迭代窗口对应的窗口优选程度
。
[0009]进一步的，所述根据优选程度序列获得高温区域的烟雾浓度系数，包括的具体方法为：首先，构建二维直角坐标系记为第一坐标系，将迭代窗口的迭代次数作为第一坐标系的横轴，将迭代窗口的窗口优选程度作为第一坐标系的纵轴，将优选程度序列置入第一坐标系中，则第一坐标系中包含若干个数据点，每一个数据点对应一个窗口优选程度，并利用最小二乘法拟合第一坐标系中的所有数据点，获得拟合曲线记为优选程度曲线，获取优选程度曲线中每个数据点的斜率，以及每个数据点对应的窗口大小，将记为对应数据点的优选因子，将优选因子最大时对应的迭代窗口，记为最优迭代窗口；然后，利用暗通道去雾算法获取最优迭代窗口的透射率，将透射率的倒数作为对应高温区域的烟雾浓度系数
。
[0010]进一步的，所述将高温区域对应高温边缘线的特殊中点与高温边缘线上任意边缘像素点所形成的线段记为辐射线段，包括的具体方法为：获取任意高温区域对应高温边缘线中任意一个边缘像素点，以高温边缘线的特殊中点为起点，经过高温边缘线的第个边缘像素点，获得一个长度为的线段记为对
应边缘像素点的辐射线段，其中为预设的超参数，表示高温边缘线的特殊中点与高温边缘线上第个边缘像素点之间的欧氏距离
。
[0011]进一步的，所述根据辐射像素点序列获得高温区域的温度变化程度，包括的具体方法为：首先，构建以像素点的序数为横轴，像素点的灰度值为纵轴的二维直角坐标系记为第二坐标系；将辐射像素点序列置入第二坐标系中，并利用最小二乘法对第二坐标系中的数据点进行曲线拟合，将拟合后获得的曲线记为辐射拟合曲线；获取第二坐标系中边缘像素点所对应数据点在辐射拟合曲线上的斜率记为边缘像素点的辐射斜率，获得高温边缘线中所有边缘像素点对应的辐射斜率；然后，将任意高温区域对应高温边缘线中任意边缘像素点的辐射斜率的绝对值记为第一数值，将任意高温区域对应高温边缘线中所有边缘像素点的第一数值的平均值记为高温区域的温度变化程度
。
[0012]进一步的，所述通过优选程度序列和辐射像素点序列对不规则程度
、
烟雾浓度系数以及温度变化程度进行调节，获得高温区域为火灾区域的火灾概率，包括的具体方法为：首先，获取任意高温区域的优选程度序列与对应优选程度曲线之间的均方误差记为第一误差；获取辐射像素点序列与辐射拟合曲线之间的均方误差记为第二误差；根据第一误差和第二误差分别获得第一权重和第二权重；然后，利用第一权重和第二权重分别对不规则程度
、
烟雾浓度系数以及温度变化权重进行调节，获得任意高温区域的火灾概率，具体计算方法为：其中，表示高温区域的火灾概率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于物联网的园区消防远程监测系统，其特征在于，该系统包括以下模块：图像采集模块，用于获取园区红外图像；边缘分析模块，用于获取园区红外图像中的高温区域以及高温区域对应的高温边缘线；根据高温边缘线中边缘像素点的位置获得高温边缘线的特殊中点，根据高温边缘线中边缘像素点与特殊中点之间的距离获得高温区域对应高温边缘线的不规则程度；区域分析模块，用于对高温区域利用不同预设大小的迭代窗口，通过分析迭代窗口内所有像素点的灰度值分布情况，获得高温区域对应的若干个窗口优选程度，获取任意高温区域的所有窗口优选程度形成的优选程度序列，根据优选程度序列获得高温区域的烟雾浓度系数；将高温区域对应高温边缘线的特殊中点与高温边缘线上任意边缘像素点所形成的线段记为辐射线段，将辐射线段上像素点形成的序列记为辐射像素点序列，根据辐射像素点序列获得高温区域的温度变化程度；消防监测模块，用于通过优选程度序列和辐射像素点序列对不规则程度
、
烟雾浓度系数以及温度变化程度进行调节，获得高温区域为火灾区域的火灾概率，利用火灾概率的大小对园区消防进行远程监测
。2.
根据权利要求1所述基于物联网的园区消防远程监测系统，其特征在于，所述获取园区红外图像中的高温区域以及高温区域对应的高温边缘线，包括的具体方法为：利用分水岭算法获取园区红外图像中的若干个连通域，将连通域内所有像素点的平均灰度值大于预设的第一阈值时对应的连通域记为高温区域；获取所有高温区域的边缘线记为高温边缘线
。3.
根据权利要求1所述基于物联网的园区消防远程监测系统，其特征在于，所述根据高温边缘线中边缘像素点的位置获得高温边缘线的特殊中点，根据高温边缘线中边缘像素点与特殊中点之间的距离获得高温区域对应高温边缘线的不规则程度，包括的具体方法为：首先，获取红外边缘图像中任意高温边缘线横坐标的最小值和最大值，以及纵坐标的最小值和最大值；将横坐标的最小值和最大值的平均值记为，将纵坐标的最小值和最大值的平均值记为，将坐标处的像素点记为高温边缘线的特殊中点；获得红外边缘图像中任意高温边缘线对应的特殊中点；然后，获取任意高温边缘线中边缘像素点与高温边缘线对应特殊中点之间的欧氏距离，记为边缘像素点的距离特征，将高温边缘线中所有边缘像素点的距离特征的标准差记为高温区域对应高温边缘线的不规则程度
。4.
根据权利要求1所述基于物联网的园区消防远程监测系统，其特征在于，所述对高温区域利用不同预设大小的迭代窗口，通过分析迭代窗口内所有像素点的灰度值分布情况，获得高温区域对应的若干个窗口优选程度，包括的具体方法为：获取任意高温区域对应高温边缘线中边缘像素点之间的最大欧氏距离，构建一个初始大小为，且以任意高温区域的质心作为窗口中心的迭代窗口，迭代窗口的大小参数以为步长进行迭代增加，迭代窗口的窗口大小小于等于，其中和为预设的超参数；在迭代窗口的每一迭代过程中，将迭代窗口内所有像素点的灰度值的方差记为窗口优选程度，获得若干次迭代过程中每一次迭代后迭代窗口对应的窗口优选程度
。5.
根据权利要求1所述基于物联网的园区消防远程监测系统，其特征在于，所述根据优
选程度序列获得高温区域的烟雾浓度系数，包括的具体方法为：首先，构建二维直角坐标系记为第一坐标系，将迭代窗口的迭代次数作为第一坐标系的横轴，将迭代窗口的窗口优选程度作为第一坐标系的纵轴，将优选程度序列置入第一坐标系中，则第一坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈哲，刘大领，田兴劝，李宝，魏义理，
申请(专利权)人：济宁港航梁山港有限公司，
类型：发明
国别省市：