基于SIFT方法的森林火灾火点识别模块与流程

本实用新型涉及一种基于SIFT方法的森林火灾火点识别模块。

背景技术：

在国际上，林火监测技术得到了工业发达国家的高度重视，开展此领域工作较好的主要是以美国为主的西方发达国家。例如：美国早在十多年前就建立了综合的国家森林健康质量计划，美国长期生态学研究网络(The Long Term Ecological Network,LTER),国际长期生态研究网络,全球陆地观测系统,英国建立了环境变化监测网络等。与此同时，国外的一些公司开发出许多优秀的系统用于林火监测。例如：ECP公司的森林火灾监控系统，利用计算机视觉和模式识别理论，采用模式识别算法，可以对4千米外的林火在短时间内进行识别并发出警报。Bosque公司的BSDS系统采用红外和普通高清摄像机的双波段进行监控，在准确识别森林火灾的同时还可以区别其它现象的干扰，误报率低。

在我国森林火灾监测技术和国外比存在很大差距。森林火灾具有突发性、随机性、短时间内造成损失巨大性等特点，严重危害我区生态环境并造成巨大经济损失。因此如何设计一种识别森林火灾准确性高、工作稳定的森林火灾火点识别模块成为本行业技术人员所要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，识别森林火灾准确性高、工作稳定的基于SIFT方法的森林火灾火点识别模块。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于SIFT方法的森林火灾火点识别模块，其特征在于：包括云台、模块外壳、红外热像仪、高清摄像机、嵌入式电脑以及通信模块，所述模块外壳固定在云台上，红外热像仪、高清摄像机、嵌入式电脑以及通信模块固定在模块外壳内，所述嵌入式电脑包括CPU、主板、存储器、内存，CPU、存储器、内存连接主板，通信模块以及高清摄像机通过线缆连接主板，所述模块外壳包括上壳体、下壳体，上壳体开设有用于容纳红外热像仪、高清摄像机、嵌入式电脑以及通信模块的腔体，腔体设置有朝下的开口，所述开口通过下壳体进行密封，所述上壳体的左端和右端开均设有用于从腔体内穿出高清摄像机的镜头的第一开孔，所述上壳体的顶部开设有用于从腔体内穿出通信模块的天线的第二开孔，第一开孔、第二开孔连通腔体的内部空间，所述腔体内壁上开设有第一密封槽、第二密封槽，第一密封槽、第二密封槽均呈圆形，第一密封槽位于第一开孔的外侧，第二密封槽位于第二开孔的外侧，第一密封槽、第二密封槽分别插设有第一密封圈、第二密封圈，第一密封圈和第二密封圈的截面均呈L形。本实用新型采用上述结构，由于森林火灾火点识别模块集成了红外热像仪、高清摄像机和嵌入式电脑，可以对拍摄的森林画面进行现场的识别判断，识别森林火灾准确性高，提高了避免了数据传输过程中，由于大流量视频信号不流畅导致的信息延迟，判断所得的报警信号可以通过通信模块发送到远程控制中心；模块外壳的结构简单，装配方便，并且密封性能好，避免了水气进入腔体内，有效保护了电子设备运作环境，因此大大提高了设备的稳定性。

上壳体的内壁固定有一圈挡板，所述下壳体的上表面固定有一圈压板，压板的外侧面相对下壳体的上表面倾斜设置，所述压板的外侧面和腔体的内壁纸件设置有第三密封圈，第三密封圈的截面呈Z字形。采用这种结构，压板的外侧面相对下壳体的上表面倾斜设置，从而可以通过外侧面挤压第三密封圈，从而提高了密封性。

作为优选，还包括微型气象站。

作为优选，高清摄像机上安装有长焦变倍镜头，长焦变倍镜头连接主板。

作为优选，所述通信模块采用GPRS通信模块。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：由于森林火灾火点识别模块集成了红外热像仪、高清摄像机和嵌入式电脑，可以对拍摄的森林画面进行现场的识别判断，识别森林火灾准确性高，提高了避免了数据传输过程中，由于大流量视频信号不流畅导致的信息延迟，判断所得的报警信号可以通过通信模块发送到远程控制中心；模块外壳的结构简单，装配方便，并且密封性能好，避免了水气进入腔体内，有效保护了电子设备运作环境，因此大大提高了设备的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型实施例森林火灾火点识别模块的结构示意图。

图2是本实用新型实施例森林火灾火点识别模块的电路连接框图。

图3是本实用新型实施例模块外壳的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

参见图1-图3，本实施例基于SIFT方法的森林火灾火点识别模块，包括云台1、模块外壳2、红外热像仪3、高清摄像机4、嵌入式电脑以及通信模块5，所述模块外壳2固定在云台1上，红外热像仪3、高清摄像机4、嵌入式电脑以及通信模块5固定在模块外壳2内，所述嵌入式电脑包括CPU、主板、存储器、内存，CPU、存储器、内存连接主板，通信模块5以及高清摄像机4通过线缆连接主板，所述模块外壳2包括上壳体21、下壳体22，上壳体21开设有用于容纳红外热像仪3、高清摄像机4、嵌入式电脑以及通信模块5的腔体23，腔体23设置有朝下的开口，所述开口通过下壳体22进行密封，所述上壳体21的左端和右端开均设有用于从腔体23内穿出高清摄像机4的镜头的第一开孔241，所述上壳体21的顶部开设有用于从腔体23内穿出通信模块5的天线的第二开孔242，第一开孔241、第二开孔242连通腔体23的内部空间，所述腔体23内壁上开设有第一密封槽251、第二密封槽252，第一密封槽251、第二密封槽252均呈圆形，第一密封槽251位于第一开孔241的外侧，第二密封槽252位于第二开孔242的外侧，第一密封槽251、第二密封槽252分别插设有第一密封圈253、第二密封圈254，第一密封圈253和第二密封圈254的截面均呈L形。

上壳体21的内壁固定有一圈挡板261，所述下壳体22的上表面固定有一圈压板262，压板的外侧面2621相对下壳体22的上表面倾斜设置，所述压板的外侧面2621和腔体23的内壁纸件设置有第三密封圈255，第三密封圈255的截面呈Z字形。

本实施例中，还包括微型气象站。

本实施例中，高清摄像机4上安装有长焦变倍镜头，长焦变倍镜头连接主板。

本实施例中，所述通信模块5采用GPRS通信模块5。

本实施例中还相应提出一种基于图像探测火灾的技术：

森林火灾具有突发性、随机性、短时间内造成损失巨大性等特点，严重危害我区生态环境并造成巨大经济损失。现有基于图像探测火灾的技术存在以下缺点：(1)对特征点的个数和有效点的比例要求高。(2)当图像特征点不是很多时，实时性不高。(3)稳定性差，不易与其他形式的特征向量进行联合。

本项目采用基于图像探测火灾的技术，利用高清摄像机4获取监控场景的视频信息，并将摄取的模拟视频信号经过数字化处理后输入嵌入式电脑，以火灾产生的烟雾和火焰的图像视觉特征为判据，利用SIFT特征匹配算法来识别图像中是否存在火点。处理过程如下：

(1)通过高清摄像机4对待监测区域实现中远距离的监控，从而获得原始的检测图像；

(2)通过视频采集卡等相关的视频图像采集模块和传输网络把采集到的信息传给监控中心；

(3)去除干扰，提高图像清晰度，以利于图像的后续处理达到更高的准确度，实现准确报警；

(4)SIFT算法，利用SIFT算法对火点识别。根据SIFT算法在图像处理里面的优越性，结合森林火灾图像的特点完成火点识别；

(5)分类识别火点。

本方法以火灾产生的烟雾和火焰的图像视觉特征为判据来识别图像中是否存在火点。SIFT(Scale Invariant Feature Transform)特征匹配算法是目前国内外特征点匹配研究领域常用技术，该算法不但对于旋转、尺度缩放、亮度变化保持不变性，而且对视角变化、仿射变换、噪声也保持一定程度的稳定性。且该方法对特征点的个数和有效点的比例没有要求。当图像特征点不是很多时，经优化的SIFT匹配算法甚至可以达到实时的要求，而且可以很方便的与其他形式的特征向量进行联合。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。