一种船舶火灾探测系统及火灾探测方法与流程

1.本发明属于船舶建造技术领域，具体涉及一种船舶火灾探测系统及火灾探测方法。


背景技术：

2.根据solas强制要求，所有航行的船舶都需要配备探火系统，用于确保船舶航行安全。常规的火灾探测报警系统主要有感烟探头、感温探头及感光探头，他们分别针对烟雾、火光及高温来判断是否失火。其优点是单个探头价格高，结构简单可靠性高，相应的，其缺点是覆盖范围小，容易受干扰导致误报警。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种船舶火灾探测系统，本发明火灾探测范围大，火灾探测准确度高，可以覆盖超大面积探测火情。此外，本发明还要提供一种船舶火灾探测方法。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.本发明的第一方面，提供一种船舶火灾探测系统，包括探头、接线盒、主机、火警控制板及监测报警器，所述探头包括热成像模块及摄像模块，所述探头呈对角线安装于船舶各个独立的区域，各个区域的所述探头之间通过电缆连接呈回路接入所述接线盒，所述接线盒内部设置有信号转换模块，所述接线盒连接所述主机，所述主机内设置有信号处理模块及ai图像识别模块，所述主机连接所述火警控制板及所述监测报警器。
6.作为优选的技术方案，所述热成像模块包括水平旋转机构及热成像摄像头，所述摄像模块包括水平旋转机构及高清摄像头。
7.作为优选的技术方案，所述探头还包括安装孔及填料函，所述安装孔设置为两个，所述安装孔对称设置于探头的主体的两端，所述填料函设置为两个分部用于线路的穿进及穿出。
8.作为优选的技术方案，所述热成像模块输出热成像画面，画面中根据温度高低不同呈现不同颜色。
9.本发明的第二方面，提供一种船舶火灾探测方法，采用上述的船舶火灾探测系统，包括以下步骤：
10.步骤一、热成像模块与摄像模块捕捉画面，热成像模块输出热成像画面，摄像模块输出实时高清画面；
11.步骤二、热成像画面信息与高清画面信息输出至接线盒内的信号转换模块进行信号转换；
12.步骤三、信号转换模块转换后的信号进入主机的信号处理模块进行处理，处理后的信号进入ai图像识别模块
‘
13.步骤四、ai图像识别模块对信号进行判断，若热成像画面信息与高清画面信息均
判断为发生火情，则判断火情发生，通过信号处理模块将火灾报警输送至火警控制板及检测报警器；若热成像画面信息与高清画面信息任一判断为人工处理，通过信号处理模块输送至火警控制板及检测报警器，提醒当班船员进行检查。
14.作为优选的技术方案，所述步骤四中，ai图像识别模块读取热成像画面，当画面中出现明显的红色区域，初步判定为发生火情，然后对比数据库中过往相同船舶在此工况下此区域的画面情况，当此时热成像画面明显异于过往工况的画面，判断为火情发生；反之，则判断需要人工处理。
15.作为优选的技术方案，所述步骤四中，ai图像识别模块读取高清实时画面，当画面中出现高亮区域，且符合系统设定的火焰形式，初步判断发生火情，然后对比数据库中过往相同船舶在此工况下此区域的画面情况，当此时高清实时画面明显异于过往工况的画面，判断为火情发生；反之，则判断需要人工处理。
16.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明利用热成像原理、辅助高清画面，再通过ai图像识别技术，可以覆盖超大的面积探测火情。相同区域内，本发明一种新型的火灾探测系统仅需若干个新型探头就可以代替往往需要几十个传统探头组成的火灾探测系统，其探测准确率及覆盖范围远远优于传统火灾探测系统。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明探头的结构示意图。
19.图2为本发明探头的仰视图。
20.图3为本发明探头摄像模组的结构示意图。
21.图4为本发明火灾探测系统的结构示意图。
22.其中，附图标记具体说明如下：探头1、安装孔2、填料函3、热成像模块4、摄像模块5、水平旋转机构6、热成像探头7、高清摄像头8、接线盒9、信号转换模块10、主机11、ai图像识别模块12、火警控制板13、监测报警器14、信号处理模块15。
具体实施方式
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.请参照图1-图4，本实施例提供一种船舶火灾探测系统，包括探头1、接线盒9及主机11。探头1的主体的两端设置有安装孔2，可用螺栓穿过安装孔2安装在船舶顶板或者围壁板上，顶式安装和壁式安装均可。
25.探头1自带两个填料函3，一个用于进线，一个用于出线，探头1和探头1之间使用电
缆连接，填料函3对电缆起到密封和固定的作用。
26.探头1上装有热成像模块4和摄像模块5。
27.热成像模块4包括水平旋转机构6及热成像探头7，水平旋转机构6通过螺丝与探头1的主体连接，其可以手动拧动，进行水平方向上360度的旋转。热成像探头7通过螺丝与水平旋转机构6连接，其可以用手拧动，进行垂直方向绕水平方向进行45度到315度的旋转。
28.热成像模块4可以输出热成像图，显示当前区域的热力分布图，根据温度高低不同，用不同的颜色显示。温度越高的区域颜色越接近暖色调，呈深红色；温度越低的地方颜色越接近冷色调，呈浅蓝色。
29.摄像模块5包括水平旋转机构6及高清摄像头8，水平旋转机构6通过螺丝与探头1本体连接，其可以手动拧动，进行水平方向上进行360度旋转，高清摄像头8通过螺丝与水平旋转机构6连接，其可以手动拧动，进行垂直方向上饶水平旋转机构6进行45度到315度的旋转。
30.摄像模块5可以输出高清画面，显示当前区域的实时景象。
31.接线盒9的内部装有信号转换模块10，所有探头1的信号接入接线盒9，经信号转换模块10汇总并转换成rs485信号输出至主机11。
32.主机11包括信号处理模块15及ai图像识别模块12，主机11通过电缆与接线盒9连接，接线盒9送过来的rs485信号接收并送至ai图像识别模块12进行处理，ai图像识别模块12对热成像画面和高清实时画面进行对比和分析，识别实时发生的火情。
33.主机11的输出端接入火警控制板13及监测报警器14。
34.当本发明一种船舶火灾探测系统进行实际使用时候，可在船舶各机械处所呈对角线位置布置探头1，并且每个区域连接成为一个回路接入接线盒9。当相关机械处所面积过大时候，可酌情增加探头1数量，进行全区域覆盖。
35.使用螺丝穿过安装孔2，将探头1安装在船舶顶板或者围壁板上。通过调节水平旋转机构6、热成像探头1、高清摄像头8，以此来调节热成像模块4和摄像模块5的监控视角。
36.当相关机械处所内发生火情，热成像模块4和摄像模块5捕捉到画面。热成像模块4输出热成像画面，画面中火焰根据温度高低不同，呈现黄色至深红的不同颜色。摄像模块5输出实时高清画面。画面信息通过电缆送至接线盒9内部的信号处理模块15，并转换成rs 485信号输出至主机11。
37.主机11内的信号处理模块15接收到rs 485信号，送至ai图像识别模块12识别。ai图像识别模块12同时处理如下两种情况。
38.情况一：读取热成像画面，当画面中突然出现明显的红色区域，初步判定为疑似发生火情。然后比对数据库中过往相同船舶工况下此区域的画面情况，当此时的热成像画面明显异于过往工况下的画面，判定为可能发生火情。反之，则判定为需人工处理。
39.情况二：读取高清实时画面，当画面中出现高亮区域、且符合系统设定的火焰形式，初步判定为疑似发生火情。然后比对数据库中过往相同船舶工况下此区域的画面情况，当此时的高清实时画面明显异于过往工况下的画面，判定为可能发生火情。反之，则判定为需人工处理。
40.当ai图像识别模块12，在情况一和情况二的判定结果均为可能发生火情时，则判定火情发生，通过信号处理模块15输出火灾报警至火警控制板13和监测报警器14。
41.当ai图像识别模块12，在情况一和情况二中，有任一一种情况或都判定为需要人工处理的时候，则通过信号处理模块15输出一个公共报警至火警控制板13和监测报警器14，提醒当班船员去检查。
42.本发明的一种新型的火灾探测系统，通过全新设计的探头1以及ai图像识别技术来达到火情探测的功能。相较于传统火灾探测系统，在相同监控区域内，可以大量减少探头1，同时还能扩大单个探头1的监控范围。同时输出热成像画面和高清实时画面。使用ai图像识别技术，分析热成像画面和实施高清画面，并比对数据库资料来判定火情是否发生，大大提高了准确率。
43.尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。