基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识别方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及输电走廊附近的森林火灾监测识别技术领域，特别涉及将采用360度 全景红外鱼眼摄像机所采集的图像与相应区域采集到的温度值和烟雾浓度相结合判断所 监控区域是否发生火灾的一种方法，同时也涉及到本方法所采用的装置。
【背景技术】
[0002] 随着国家电网建设力度不断加强，伴随而来的是输电走廊的数量不断增多，有些 输电走廊的建设地点可能存在各种各样的安全隐患，森林火灾对其影响日益加重。森林火 灾有可能导致输电走廊的断线倒塔，从而造成巨大的经济损失和严重的社会影响。由此可 见，研宄输电走廊森林火灾监测技术对输电线路的安全运行具有极其重要的意义。
[0003] 国内主要采用的监测方法有以下几种：1、地面巡护，主要通过宣传群众，控制人为 火源，野外及生活用火检查，偏远地区采用视频监控方式。2、瞭望台监测，通过瞭望台来观 测林火的发生，报告火情，覆盖面积较大，不过受地形地势的限制及天气限制，且存在瞭望 员主观意见及人身安全等方面问题。3、航空巡护，利用巡护飞机进行林火的探测，视野宽、 机动性大、速度快可做到全面观察，不过受天气、时间、航线等影响严重。4、卫星遥感，利用 极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火，该方法探测范围广、搜集 数据快、能得到连续性资料，不受地形条件的影响，影像真切，但利用卫星遥感会占据大量 资料，且难以在早期发现火灾隐患。
[0004] 目前的基于图像（视频）的火灾识别与定位方法都是针对室内（仓库、厂房 等）的，然而，输电走廊这种户外环境会受到各种干扰，特别是自然光的干扰，空间范围 大、背景复杂多变等特点给火灾的识别带来很大的难度。同时，早期火灾由于火点小，给 基于图像的火灾识别方法又进一步增加了难度。单纯利用图像阈值的方法（专利申请号 200710016778. 1)或者仅仅依靠来自图像的特征进行火灾识别，难以获得满意的结果。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火 监控识别方法，将采集的图像与相应区域采集到的温度值和烟雾浓度相结合进行处理和分 析，从而把分析的特征应用到识别模型进行识别，判断所监控区域是否发生火灾，识别准确 率高，同时提供一种此方法所采用的装置。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
[0007] -种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识别方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤1 :采用360度全景红外鱼眼摄像机采集红外图像，采用温度传感器测量相应 区域的温度值，采用烟雾传感器测量相应区域的烟雾浓度；
[0009] 步骤2 :将采集到的数据，即是红外图像数据、温度值和烟雾浓度传输到山火监控 识别中心；
[0010] 步骤3 :用图像还原算法对所采集的红外图像还原成平面图像；
[0011] 步骤4:用图像去噪算法对还原后的平面图像进行去噪处理，用图像增强算法对 还原后的平面图像进行增强处理，用图像分割算法对还原后的平面图像进行分割处理，得 到火焰区域；
[0012] 步骤5 :得到监控区域的5种特征的值，这些特征是火焰特征：火焰增长率、火焰圆 形度和火焰形体变化及环境特征：温度值和烟雾浓度；
[0013] 步骤6 :将所得的5种特征的值应用到山火监控识别系统的模型中进行识别判断， 判断是否发生山火，若有发生山火，则给出报警信息。
[0014] 具体的，所述步骤6所采用的山火监控识别系统模型为逻辑回归模型，所述逻辑 回归模型使用Sigmoid函数预测输出分类，其具体计算公式为
【主权项】
1. 一种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识别方法，其特征在于：包括以下 步骤： 步骤1 :采用360度全景红外鱼眼摄像机采集红外图像，采用温度传感器测量相应区域 的温度值，采用烟雾传感器测量相应区域的烟雾浓度； 步骤2 :将采集到的数据，即是红外图像数据、温度值和烟雾浓度传输到山火监控识别 中心； 步骤3 :用图像还原算法对所采集的红外图像还原成平面图像； 步骤4:用图像去噪算法对还原后的平面图像进行去噪处理，用图像增强算法对还原 后的平面图像进行增强处理，用图像分割算法对还原后的平面图像进行分割处理，得到火 焰区域； 步骤5 :得到监控区域的5种特征的值，这些特征是火焰特征：火焰增长率、火焰圆形度 和火焰形体变化及环境特征：温度值和烟雾浓度； 步骤6 :将所得的5种特征的值应用到山火监控识别系统的模型中进行识别判断，判断 是否发生山火，若有发生山火，则给出报警信息。
2. 如权利要求1所述的一种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识别方法，其 特征在于：所述步骤6所采用的山火监控识别系统模型为逻辑回归模型，所述逻辑回归模 赚用Sigmoid函数预测输出分类，其具体计算公式为朴士;此公式中，参数z由么、 式z=WaXa+WA+WA+WA+WA得出，其中，x。到x4为提取到的5个特征的值，w。到w4是最 佳特征参数；识别的过程为：首先，将获取的五个特征的值以及是否发生火灾的值这6个数 据按照时间顺序进行存储，组成学习库，然后，使用学习库中的数据，利用逻辑回归模型进 行训练，得到5个最佳特征参数％，Wpw2,wjPw4，最后，将这数带入Sigmoid函数，形成只 含有Xd，Xpx2,x3,x45个变量的预测函数，得到预测信息。
3. 如权利要求2所述的一种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识 别方法，其特征在于：得到所述步骤5的火焰增长率的步骤为通过阀值分割后割 出疑似图像，再统计出疑似图像的像素点，进而计算火焰面积，火焰增长率则为
4. 如权利要求3所述的一种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识别方法，其 特征在于：得到所述步骤5的火焰圆形度具体为火焰圆形度
5. 如权利要求4所述的一种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识别方法， 其特征在于：得到所述步骤5的火焰形体变化的步骤为先计算连续帧的变化图像的相似度 Ii，然后求取几个相似度值的平均值，即是
该平均 值即为火焰形体变化。
6. 如权利要求1至5任一项所述的一种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识 别方法，其特征在于：所述步骤2的数据传输方式为温度传感器和烟雾传感器通过无线的 方式将采集到的数据传输给山火监控识别中心，360度全景红外鱼眼摄像机通过有线的方 式将红外图像数据传输到微控制器，最终由微控制器通过无线方式将红外图像传输到山火 监控识别中心。
7. 如权利要求6所述的一种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识别方法，其 特征在于：所述温度传感器和烟雾传感器的无线传输方式为CDMA或者LTE。
8. 如权利要求7所述的一种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识别方法，其 特征在于：还包括数据储存步骤，即是在将得到的5种特征的值应用到山火监控识别系统 的模型中进行识别判断后，无论判断结果如何，都将此5种特征的值的数据和是否发生火 灾的数据进行存储。
9. 如权利要求8所述的一种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识别方法，其 特征在于：还包括设置休眠模式的步骤，具体为设置休眠时钟，确定待机的状态时间。
10. -种如权利要求1至9任一项所述的山火监控识别方法所采用的装置，其特征在 于：包括以下部分： 数据采集模块：包括360度全景红外鱼眼摄像机模块和温度、浓度采集模块，用于采集 监控山火区域的火焰图像、温度值和烟雾浓度； 数据控制模块：用于管理采集到的数据，做好传输准备； 数据传输模块：用于将采集到的数据传输至山火监控识别中心； 数据处理模块：用于将接收到的数据与山火监控识别模型进行对比分析并判断； 数据存储模块：用于将采集到的数据存储到数据库； 电源管理模块：用于对数据采集和传输装置提供电力支持。
【专利摘要】本发明公开了一种基于360度全景红外鱼眼摄像机之山火监控识别方法及装置，属于森林火灾监测识别技术领域，此方法主要是采用360度全景红外鱼眼摄像机所采集的红外图像与相应区域采集到的温度值和烟雾浓度相结合进行处理和分析，从而把分析的特征应用到识别模型进行识别，判断所监控区域是否发生火灾；装置包括数据采集模块、数据控制模块、数据传输模块、数据处理模块、数据存储模块和电源管理模块。本发明克服了火灾识别过程中自然光等方面的干扰，减小了火灾的漏报率和误报率。
【IPC分类】H04N7-18, G06T7-00
【公开号】CN104581076
【申请号】CN201510018659
【发明人】曹永兴, 薛志航, 张昌华, 贾艳成, 鲁庆华, 王鹏
【申请人】国网四川省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月14日