一种智能消防车火点识别喷射系统

1.本发明涉及智能消防车技术领域，具体为一种智能消防车火点识别喷射系统。


背景技术：

2.火灾作为最为常见的突发性灾害之一，每年接到火灾报警约30万例，伤亡人数多达上千，给受害人的身心与财产带来了极大的损害，给国家的经济发展带来了重大损失。传统的消防救援灭火主要依靠消防员携带消防设备冲到第一线，然而火灾现场情况复杂多变，常常会存在地形复杂、高温过高、易燃易爆、烟雾浓度大、有毒气体引入等危害消防员人身生命安全的因素。因此，研制智能化消防装备，通过多种技术手段辅助完成火灾救援任务，尽量减少消防人员深入危险场地，成为世界各国政府推动消防安全救援变革的重要手段，因此智能消防车应运而生。
3.智能消防车的功能需求不同于一般的智能小车,甚至可以称为消防机器人，它要求对环境的感知灵敏而准确，能够及时避开障碍处理险情。我国第一代消防机器人能够实现自主行走、翻越障碍喷射灭火和环境侦查等功能。智能消防车带有多种传感器，而且能将传感器得到的信息进行融合，具备很强的自适应能力和学习能力。
4.但目前的智能消防车无法识别火焰，因此只能通过工人远程操作，进行喷射灭火，但工人远程操作受限于环境，因此操作不灵活，且操作具有局现性，为此我们提出了一种智能消防车火点识别喷射系统。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种智能消防车火点识别喷射系统。
6.本发明提供如下技术方案：一种智能消防车火点识别喷射系统，包括图像采集单元、图像处理单元、车身调节单元、喷射灭火单元、热成像单元、建模单元、导航单元、储存单元和处理器；
7.图像采集单元与处理器连接，图像采集单元负责采集现场图像，通过视频解码器的解码，提取同步信号并将模拟视频信号转换为标准的数字视频信号；
8.图像处理单元与处理器连接，首先将视频经过预处理、图像分割步骤得到候选区域，然后由处理器计算候选区域的特征参数，依据火焰的视觉特征对目标进行火焰识别；
9.热成像单元与处理器连接，通过红外辐射对环境温度进行检测，主要用于探测火焰发生位置；
10.建模单元与处理器连接，通过处理器将信息导入建模单元，利用建模单元建立虚拟的三维环境地图，根据图像信息和热成像信息，可在地图上标记温度异常的位置；
11.储存单元与处理器连接，用于存储视频信息，并通过处理器导出视频，与外部设备连接实现信息导出；
12.导航单元与处理器连接，车辆通过导航单元制定的路线向温度异常的位置移动；
13.车身调节单元与处理器连接，调节消防车的状态，使得消防车以合适的姿态对准着火点，并随着着火点进行移动，实现全面扑灭；
14.喷射灭火单元与处理器连接，当确认着火点后，喷射灭火剂，当火焰扑灭后，自动停止喷射。
15.优选的，所述图像采集单元包括ccd摄像机、视频捕捉卡和监控主机，通过摄像机对被监视区域进行实时拍摄，并将视频序列传输到监控主机中，由监控主机对其解码，并将视频序列通过处理器传输到储存单元进行存储。
16.优选的，所述图像处理单元中预处理通过线性滤波器和非线性滤波器来平滑图像，并配合锐化处理，将图像边缘清晰化。
17.优选的，所述图像分割是在采集到的视频图像中，首先选取一帧静止图像作为背景帧图像，在判断图像中是否含有火灾图像时，可以利用当前帧的像素减去之前所选的背景帧图像的像素。
18.优选的，所述特征参数包括火焰的面积变化、形状特性、频闪特性。
19.优选的，所述火焰识别主要建立模糊神经网络，模糊神经网络对于知识的抽取较为方便，在进行不完整信息处理时，可以通过已有的经验和知识来对信息进行处理，而且能够很好的利用专家知识，对火焰进行识别。
20.优选的，所述热成像单元首先对环境中的红外图像进行采集，并经过信号放大和局部处理，形成清晰的图像，然后热图像与物体表面的热分布场相对应，是被测场景各部分红外辐射的热像分布图，通过分布图可观察环境温度，并对着火点进行发现。
21.优选的，所述建模单元首先根据现场图像构建虚拟的环境地图，之后根据热成像信息，在环境地图上采用不同的颜色进行标记温度，颜色越深温度越高，如此可直观检测出温度异常的地方。
22.与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
23.该智能消防车火点识别喷射系统，对环境进行录像并建立三维地图，并检测环境的红外图像，并在地图上对各个建筑物的温度进行标记，从而驱动车辆向温度异常的位置移动，配合火焰设别，可使车辆对着火点进行喷射灭火，并根据着火点进行移动喷射，如此操作灵活，实现火点追踪和扑灭的功能。
附图说明
24.图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
25.为了使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明，以避免不必要地混淆本发明的概念。
26.请参阅图1，一种智能消防车火点识别喷射系统，包括图像采集单元、图像处理单元、车身调节单元、喷射灭火单元、热成像单元、建模单元、导航单元、储存单元和处理器；
27.图像采集单元与处理器连接，图像采集单元负责采集现场图像，通过视频解码器
的解码，提取同步信号并将模拟视频信号转换为标准的数字视频信号；
28.图像处理单元与处理器连接，首先将视频经过预处理、图像分割步骤得到候选区域，然后由处理器计算候选区域的特征参数，依据火焰的视觉特征对目标进行火焰识别。
29.图像采集单元：包括ccd摄像机、视频捕捉卡和监控主机，通过摄像机对被监视区域进行实时拍摄，并将视频序列传输到监控主机中，由监控主机对其解码，并将视频序列通过处理器传输到储存单元进行存储。
30.预处理：通过线性滤波器和非线性滤波器来平滑图像，并配合锐化处理，将图像边缘清晰化。
31.图像分割：主要是在采集到的视频图像中，首先选取一帧静止图像作为背景帧图像，在判断图像中是否含有火灾图像时，可以利用当前帧的像素减去之前所选的背景帧图像的像素。
32.特征参数：主要提取包括火焰的面积变化、形状特性、频闪特性，通过火焰的特性，将重要参数提取出，以方便后续识别。
33.火焰识别：主要建立模糊神经网络，模糊神经网络对于知识的抽取较为方便，在进行不完整信息处理时，可以通过已有的经验和知识来对信息进行处理，而且能够很好的利用专家知识，对火焰进行识别。
34.热成像单元与处理器连接，通过红外辐射对环境温度进行检测，主要用于探测火焰发生位置，热成像单元首先对环境中的红外图像进行采集，并经过信号放大和局部处理，形成清晰的图像，然后热图像与物体表面的热分布场相对应，是被测场景各部分红外辐射的热像分布图，通过分布图可观察环境温度，并对着火点进行发现。
35.建模单元与处理器连接，通过处理器将信息导入建模单元，利用建模单元建立虚拟的三维环境地图，根据图像信息和热成像信息，可在地图上标记温度异常的位置，建模单元首先根据现场图像构建虚拟的环境地图，之后根据热成像信息，在环境地图上采用不同的颜色进行标记温度，颜色越深温度越高，如此可直观检测出温度异常的地方，并及时发现，并驱动车辆向温度异常的位置移动。
36.储存单元与处理器连接，用于存储视频信息，并通过处理器导出视频，与外部设备连接实现信息导出；
37.导航单元与处理器连接，车辆通过导航单元制定的路线向温度异常的位置移动，导航单元主要指定路线和控制车辆的运行状态。
38.车身调节单元与处理器连接，调节消防车的状态，使得消防车以合适的姿态对准着火点，并随着着火点进行移动，实现全面扑灭，主要控制车辆在安全的距离，对着火点进行喷射灭火，并随着火焰被压制而移动，直至彻底扑灭。
39.喷射灭火单元与处理器连接，当确认着火点后，喷射灭火剂，当火焰扑灭后，自动停止喷射，主要控制灭火剂的开启和关闭以及流量。
40.以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。