基于自动跟踪定位射流灭火装置的多火源识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及火灾探测技术领域，尤其涉及基于自动跟踪定位射流灭火装置的多火 源识别方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，我国对于高大空间建筑火灾监控研宄取得了一定成果，其中，自动消防炮 作为集探测、定位、扑救于一体的智能灭火系统具有广阔的发展前景。在一些无人看守的重 点保护区域，对消防炮的技术要求也越来越高。寻找一种高效的自动灭火方法将成为未来 消防炮发展的一个重要方向。
[0003] 近年来，随着各种火灾传感器技术的发展，目前市场上的自动跟踪定位射流灭火 装置多为基于紫外火焰传感器和红外火焰传感器，这类传感器一般都比较敏感，对声音电 磁波及震动十分敏感，存在一定的误报率，使用环境受到一定的限制。当灭火装置在距离火 焰较近或保护区域内出现多火源时，则存在不能准确探测和定位火源的缺陷，同时也无法 判断火势的大小。这主要是由于这种装置中大多采用的是红外能量热释电方式进行定位探 测，但当火焰能量过强时，造成红外热释电器件过饱和，无法对火焰能量准确定位。
[0004] 视频图像技术引入到火灾监控中，可以有效解决高大空间火灾自动识别和火源定 位的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供基于自动跟踪定位射流灭火装置的多火源识别 方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于自动跟踪定位射流灭火 装置的多火源识别方法，包括以下步骤：
[0007] (1)利用紫外光电管进行火灾监测：对灭火装置保护范围内的火灾情况进行实时 监测，一旦发现火情，则发出预警信号，该预警信号不包含火灾位置、规模等信息；
[0008] (2)在出现火灾预警信号的情况下，通过安装在射流灭火装置上的图像采集模块 进行视频采集，启动图像探测功能；
[0009] (3)对自动消防炮的红外定位盲区进行图像探测：
[0010] a)通过采集到的视频图像判断是否有火焰可疑目标，如果无可疑目标，则直接进 入步骤（5);
[0011] b)如果有可疑目标，则进一步采集视频图像；
[0012] c)根据采集到的视频图像，进行运动区域跟踪提取可疑目标区域；
[0013] d)对跟踪到的可疑目标进行目标融合和分割，从而获取最终待决策的目标；
[0014] e)对决策目标进行特征提取和融合，通过目标的面积波动、频谱特征分析，从而进 一步进行火焰的判定，识别出监控现场中的真实火焰目标个数；
[0015] f)判断目标个数是否大于1，如果监控范围内仅有1个目标，则进入定位流程，否 则根据视场范围内的目标进行灭火路径规划；
[0016] (4)红外定位盲区内的灭火路径规划：
[0017] g)依次计算各个目标的垂直定位角度，并计算最小定位角度，选取垂直定位角 度最小的目标作为首次定位目标，并对其是否超出摄像机的垂直视场角进行标记〇ver_ Label ；
[0018] h)如果有两个或以上的垂直定位角度相同且为最小，则计算其水平定位角度，选 取水平定位角最小的目标作为首次定位目标；
[0019] i)如果定位首个目标定位过程中，视场范围内仍出现多目标，则利用标记0ver_ Label进行目标匹配；
[0020] j)对该目标进行扑救结束后，炮管返回报警初始位置，重复步骤g)至i)，直至所 有目标均被扑救结束；
[0021] (5)启动水平红外扫描流程，红外探测器发出预警信号后则启动垂直扫描流程，同 时进行视频图像采集和处理，一旦触发图像火焰预警，则停止扫描，进一步采集视频图像进 行火焰识别：
[0022] k)连续采集两帧视频图像并进行差分和二值化处理，检测图像中有无运动目标；
[0023] 1)如果不存在运动目标，则退出该步骤，否则连续采集20帧视频图像；
[0024] m)图像预处理：包括图像二值化和形态学操作，图像二值化采用了一种改进OTSU 算法，形态学处理滤除了图像中的噪声点，目标分割更加完整；
[0025] n)目标提取和目标匹配，这里采用了基于静态特征的匹配模型；
[0026] 〇)待所有图像处理完全后，提取目标链表中各目标的静态特征和动态特征；
[0027] p)多特征融合判决；
[0028] q)如果没有目标，则重新进入步骤（5);如果仅有1个目标，则进入定位扑救流程； 如果有多个目标，则进入灭火路径规划和定位扑救流程。
[0029] 本发明的有益效果是：
[0030] 1)本发明利用了视频图像处理技术，通过图像探测和定位的手段实现火焰的准确 识别和精确定位，克服了现有技术采用红外、紫外火焰传感器作为火灾探测定位所不能适 用的某些场所缺点，如：探测器受到阳光或其他光源引起的误报，通过图像识别技术可以降 低误报率；
[0031] 2)在红外探测盲区内的火焰探测算法中，采用了基于累积运动图像的目标融合方 法，通过累积运动图像的目标分割结果和目标链表进行一一匹配，将属于同一目标的特征 进行融合，提高了识别的准确性。
[0032] 3)本发明中的视频图像火焰探测技术，可以将视场范围内的火焰进行一次识别和 标记，定位过程中引入了目标匹配算法，提高了火焰定位的准确性。
[0033] 4)当保护范围内出现多处火情时，通过多目标火焰识别及灭火路径规划，提高了 扑救效率，有效的控制火势的蔓延。
[0034] 5)在系统一次扫描流程中，实现保护范围内的全方面保护，节省了系统运行时间。
【附图说明】
[0035] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0036] 图1是本发明基于自动跟踪定位射流灭火装置的多火源识别方法实施例的系统 流程示意图。
[0037] 图2是本发明基于自动跟踪定位射流灭火装置的多火源识别方法实施例的操作 流程框图。
[0038] 图3是本发明基于自动跟踪定位射流灭火装置的多火源识别方法实施例的火焰 识别过程中的目标融合和分割结果。
[0039] 图4是本发明基于自动跟踪定位射流灭火装置的多火源识别方法实施例的多目 标火焰的识别结果。
【具体实施方式】
[0040] 图1给出了一种基于自动跟踪定位射流灭火装置的多火源识别方法的系统流程 示意图。本实施例的总体流程为：在灭火装置的紫外探测器报警之后，启动图像探测功能， 若当前视场范围内有火警信息，则判读是否有多个目标，若有多个目标则进行灭火路径规 划，进行目标定位和扑救，若只有一个目标则直接进行定位扑救。如果当前视场范围内无火 焰，则启动扫描流程，对整个保护区域内进行360度全方位扫描。
[0041] 图2给出了在扫描流程中的多火焰识别方法：首先启动水平扫描，水平扫描的旋 转范围为0~360度，在水平扫描过程中启动红外火焰传感器，一旦出现预警信号，则停止 水平扫描，启动垂直扫描，垂直扫描的俯仰范围为〇~120度。垂直扫描的过程中开启视频 图像火焰预检测功能，若存在火焰预警信号，则停止扫描，开启图像火焰精确识别模式，对 视场范围内的可疑目标进行精确识别，若无