一种基于图像火焰定位的消防水炮自动灭火系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于图像火焰定位的消防水炮自动灭火系统，包括人机处理界面、中央控制处理器、多路图像采集卡及若干组区域模块组，每组区域模块组包括核心处理模块、炮体联动模块及摄像头；本案消防水炮自动灭火系统特别适用于大空间里的火灾探测及灭火，利用价格低廉、使用广泛的监控摄像头获取图像信息，然后基于火焰静动态特征，从场景中，剥离出具体的火焰信息，获得火焰中心的具体坐标，并且结合闭合系统结构及多区域分布设计，实现优异地自动控制精准定位火焰及精准喷水灭火。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种消防水炮灭火系统，具体是指一种基于图像火焰定位的消防水炮自动灭火系统。
技术介绍
现有消防水炮灭火系统，其探测部分大多采用烟感、温感等传感器探测，它们一般只较适用小空间内的火灾探测，而在大空间里的火灾探测及灭火存在诸多不足。目前针对大空间里的火灾探测及灭火，有采用视频图像加红外图像同时采集方式，视频图像采用人工监控，红外图像用于寻找火源，由于它们的控制方式为开环控制，只能控制消防水炮大致方向喷水灭火，不能完全对准火源，而且对火灾现场发生的风向、风力、水压等条件发生变化时不能及时修正水柱喷洒方向。另外，即使大空间内安装多个消防水炮自动灭火装置，它们如何相互配合工作达到及时发现火源及有效灭火也十分关键。针对所述的各个问题及因素，本专利技术人提出了一种基于图像火焰定位的消防水炮自动灭火系统，本案由此产生。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于图像火焰定位的消防水炮自动灭火系统，通过多区域式的闭环控制，能够及时且实时自动扫描定位火焰并进行有效灭火。为了达成上述目的，本技术的解决方案是:一种基于图像火焰定位的消防水炮自动灭火系统，包括人机处理界面、中央控制处理器、多路图像采集卡及若干组区域模块组，每组该区域模块组包括核心处理模块、炮体联动模块及摄像头；所述人机处理界面与所述中央控制处理器双向电连接，各组的所述核心处理模块的一控制端均双向电连接至所述中央控制处理器的控制端,另一控制端与各自组的所述炮体联动模块的控制端双向电连接；各组的所述摄像头上均添设有波段对应为火焰波段的滤光片，该各组的所述摄像头安装在各自组的所述炮体联动模块的炮体的上方，并且各组的所述摄像头均电连接至所述多路图像采集卡的输入端，该多路图像采集卡的输出端电连接至所述中央控制处理器的数据输入端。采用上述方案后，本技术一种基于图像火焰定位的消防水炮自动灭火系统，工作时，各组区域模块组的摄像头工作，并且将所得的图像信息传送给多路图像采集卡，多路图像采集卡再将各组的相关信息传送至中央控制处理器，由该中央控制处理器分析并处理传送来的信息，当分析处于某个或某些区域内有火情，由中央控制处理器发出相应控制指令给对应组的核心处理模块，该组核心处理模块接收指令后控制相应炮体联动模块的炮体上下左右运动并喷水，最终实现火焰定位并准确灭火。所述核心处理模块还能够将炮体联动模块的炮体运动中的具体位姿信息反馈给中央控制处理器，图像采集信息及炮体运动控制情况均构成闭合控制，以便于时时准确定位火焰并及时对炮体的位姿作出调整。另外所述若干组区域模块组均受中央控制处理器统一控制，该种设计方式使整个系统可以发挥探测的最大优势，及时探测并由就近区域的区域模块组实现自动扫描定位灭火。附图说明图1是本新型消防水炮自动灭火系统的工作原理图。标号说明人机处理界面I中央控制处理器2区域模块组3核心处理模块31炮体联动申旲块32摄像头33多路图像采集卡 具体实施方式为了进一步解释本技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本技术进行详细阐述。本新型涉及一种基于图像火焰定位的消防水炮自动灭火系统，如图1所示，包括人机处理界面1、中央控制处理器2、多路图像采集卡4及若干组区域模块组3，该若干组区域模块组3分别安装在一大空间划分的各个区域内，设置的组数根据实际情况而定，每组所述区域模块组3包括核心处理模块31、炮体联动模块32及摄像头33。所述人机处理界面I与中央控制处理器2进行双向电连接，各组的核心处理模块31的一控制端均双向电连接至中央控制处理器2的控制端，另一控制端与各自组的炮体联动模块32的控制端双向电连接；各组的所述摄像头33安装在各自组的炮体联动模块32的炮体的上方，并且各组的所述摄像头33均电连接至多路图像采集卡4的输入端，该多路图像采集卡4的输出端电连接至中央控制处理器I的数据输入端。核心处理模块31主要用于控制炮体联动模块32及反馈炮体联动模块32的炮体的运动情况，炮体联动模块32主要包括炮体以及辅助该炮体运动及检测定位等辅助部件。火焰处理上分为火焰静态特征处理及火焰动态特征处理，在火焰静态特征处理上，可以采用8mm焦距，1/3英寸的CMOS模拟摄像头做为采集图像源，利用火焰静态特征的特点，火焰在波段上区分于别的发光物体，通过在模拟摄像头的传感器上添加特定波段(对应火焰波段)的滤光片，滤除其它发光源的干扰，实现基本的硬件处理。对于火焰动态特征上采用上位机(即中央控制处理器2)控制处理，通过多路采集卡4从模拟摄像头中得到图像信息，传输到上位机，通过directshow进一步提取图像信息，将提取的图像信息在上位机里利用VS2008这一计算机视觉软件平台实现图像处理，然后利用opencv的图像处理功能，利用背景更新和混合高斯模型进一步去除其余动态且非火源物体的干扰，针对火焰图像圆形度，频率，面积变化，尖角特征等火焰特征，排除光源造成的干扰，利用膨胀，腐蚀，八方向生长等方法实现保证火焰信息的完整性，从而剥离出火焰信息，保证后续工作处理。工作时，一级火灾报警信息传输至中央控制处理器2，之后由各组区域模块组3的摄像头33工作，并且将所得的图像信息传送给多路图像采集卡4，多路图像采集卡4再将各组的相关信息传送至中央控制处理器2，由该中央控制处理器2分析并处理传送来的信息，当分析处于某个或某些区域内有火情， 由中央控制处理器2发出相应控制指令给对应组的核心处理模块31，该组核心处理模块31接收指令后控制炮体联动模块32，通过光耦、继电器等电力元件控制炮体上下左右运动并喷水，最终实现火焰定位并准确灭火。所述核心处理模块31还能够将炮体运动中的具体位姿信息反馈给中央控制处理器2，从而图像采集信息及炮体运动控制情况均构成闭合控制，以便于系统时时准确定位火焰并及时对炮体的位姿作出调整。所述若干组区域模块组3均受中央控制处理器2统一控制，该种设计方式使整个系统可以发挥探测的最大优势，及时探测并且由就近区域的区域模块组实现自动扫描定位灭火。所述将各组的摄像头33安装在各自组的炮体联动模块32的炮体的上方，灭火的范围是以炮体为中心的一定范围(例如50m)的大空间，摄像头33其扫描灭火分为两个步骤，第一步是以一低角度进行360°扫描，若在扫描过程中发现火源，先将火源横坐标移至画面中心，再调节纵坐标至画面中心，从而使得炮体的炮口对准火源，若未发现火源，抬高角度进行二次扫描；第二步是通过得到的炮口角度和炮体的安装高度，算出火焰离炮体的距离，通过抛物线补偿算法，实现精准喷水灭火。综上，本案消防水炮自动灭火系统特别适用于大空间里的火灾探测及灭火，利用价格低廉、使用广泛的监控摄像头获取图像信息，然后基于火焰静动态特征，从场景中，剥离出具体的火焰信息，获得火焰中心的具体坐标，并且结合闭合系统结构及多区域分布设计，实现优异地自动控制精准定位火焰及精准喷水灭火。上述实施例和图式并非限定本技术的产品形态和式样，任何所属
的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本技术的专利范畴。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像火焰定位的消防水炮自动灭火系统，其特征在于：包括人机处理界面、中央控制处理器、多路图像采集卡及若干组区域模块组，每组该区域模块组包括核心处理模块、炮体联动模块及摄像头；所述人机处理界面与所述中央控制处理器双向电连接，各组的所述核心处理模块的一控制端均双向电连接至所述中央控制处理器的控制端，另一控制端与各自组的所述炮体联动模块的控制端双向电连接；各组的所述摄像头上均添设有波段对应为火焰波段的滤光片，该各组的所述摄像头安装在各自组的所述炮体联动模块的炮体的上方，并且各组的所述摄像头均电连接至所述多路图像采集卡的输入端，该多路图像采集卡的输出端电连接至所述中央控制处理器的数据输入端。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像火焰定位的消防水炮自动灭火系统，其特征在于:包括人机处理界面、中央控制处理器、多路图像采集卡及若干组区域模块组，每组该区域模块组包括核心处理模块、炮体联动模块及摄像头；所述人机处理界面与所述中央控制处理器双向电连接，各组的所述核心处理模块的一控制端均双向电连接至所述中央控制处理器的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：马森晨，陈秀玉，
申请(专利权)人：天广消防股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：