一种火灾探测方法、装置及设备与流程

本发明属于火灾探测领域，尤其涉及一种火灾探测方法、装置及设备。

背景技术：

火灾探测器是消防火灾自动报警系统中，对现场进行探查，发现火灾的设备。火灾探测器根据火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作向火灾报警控制器发送报警信号。

目前的火灾探测器，一般是通过感温传感器、感烟传感器或者特殊气体传感器，对现场环境参数的进行分析，从而判断是否出现火灾异常。当使用感烟传感器进行火灾探测时，比如使用红外光探测器发射红外光束，红外光束接收器接收所述红外光束的辐射通量，当出现火灾时，烟雾气溶胶扩散到红外光束内，使得接收器接收到的红外光束的辐射能量衰减，从而可以及时的发现火灾事故。

但是，在进行火灾探测时，可能会出现大雾天气影响火灾探测器中的接收器所接收的光通量的变化，影响探测器的准确率和及时性，容易造成误报警。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种火灾探测方法、装置及设备，以解决现有技术中进行火灾探测时，探测器的准确率和及时性不高的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种火灾探测方法，所述火灾探测方法包括：

通过摄像头获取在暗室中的光束的图像，所述光束由暗室中的光源发射形成；

根据预设的图像特征与颗粒的对应关系，获取所述光束的图像中包括的颗粒以及颗粒的浓度变化特征；

根据预设的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系，对现场环境进行火灾监测预警。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述颗粒的浓度的变化特征的组合包括两种或两种以上的颗粒的浓度的变化特征，当所述颗粒的浓度的变化特征的组合包括两种颗粒的浓度的变化特征时，所述根据预设的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系，对现场环境进行火灾监测预警的步骤包括：

判断第一颗粒的浓度的变化速度是否大于第一颗粒对应的第一速度阈值，以及第二颗粒的浓度的变化速度是否大于第二颗粒对应的第二速度阈值；

当第一颗粒的浓度的变化速度大于第一速度阈值，且第二颗粒的浓度的变化速度大于第二速度阈值，根据预设的对应关系，检测当前环境出现火灾。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述第一颗粒和所述第二颗粒为水汽颗粒、粉尘颗粒、烟雾颗粒、油雾颗粒中的任意两种。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，在所述根据预设的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系，对现场环境进行火灾监测预警的步骤之前，所述方法还包括：

获取火灾探测器的安装场景的环境参数；

根据所述环境参数查找对应的统计数据，根据所述统计数据获取所述火灾探测器的安装场景中的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系。

结合第一方面、第一方面的第一种可能实现方式、第一方面的第二种可能实现方式或第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述根据预设的图像特征与颗粒的对应关系，获取所述光束的图像中包括的颗粒以及颗粒的浓度变化特征的步骤包括：

根据预先设定的图像特征与颗粒对应关系，识别所述图像中包括的颗粒以及颗粒的数量，所述图像特征包括散射图像的强度、投影特征、欧拉数、复杂度、纹理能量特征、形状特征中的一种或者多种；

连续测量所述图像中包括的颗粒以及颗粒的浓度，得到颗粒所对应的浓度的变化速度。

本发明实施例的第二方面提供了一种火灾探测装置，所述火灾探测装置包括：

图像获取单元，用于通过摄像头获取在暗室中的光束的图像，所述光束由暗室中的光源发射形成；

变化特征获取单元，用于根据预设的图像特征与颗粒的对应关系，获取所述光束的图像中包括的颗粒以及颗粒的浓度变化特征；

监测预警单元，用于根据预设的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系，对现场环境进行火灾监测预警。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能实现方式中，所述颗粒的浓度的变化特征的组合包括两种或两种以上的颗粒的浓度的变化特征，当所述颗粒的浓度的变化特征的组合包括两种颗粒的浓度的变化特征时，所述监测预警单元包括：

判断子单元，用于判断第一颗粒的浓度的变化速度是否大于第一颗粒对应的第一速度阈值，以及第二颗粒的浓度的变化速度是否大于第二颗粒对应的第二速度阈值；

检测子单元，用于当第一颗粒的浓度的变化速度大于第一速度阈值，且第二颗粒的浓度的变化速度大于第二速度阈值，根据预设的对应关系，检测当前环境出现火灾。

结合第二方面，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述装置还包括：

环境参数获取单元，用于获取火灾探测器的安装场景的环境参数；；

阈值查找单元，用于根据所述环境参数查找对应的统计数据，根据所述统计数据获取所述火灾探测器的安装场景中的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系。

本发明实施例的第三方面提供了一种火灾探测设备，包括：包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述火灾探测方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述火灾探测方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过摄像头获取在暗室中的光源发射的光束的图像，并根据图像中包括的图像特征，获取图像中的颗粒及浓度的变化特征，根据预设的颗粒的浓度变化特征的组合与火灾事故的对应关系，对现场环境进行火灾监控。由于通过颗粒浓度的变化特征的组合进行监测，从而可以更快的发现火灾事故，并且有利于提高火灾监测的准确率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的火灾探测器的结构设置示意图；

图2是本发明实施例提供的火灾探测方法的实现流程示意图；

图3是本发明实施例提供的火灾探测方法的交互流程示意图；

图4是本发明实施例提供的火灾探测装置的示意图；

图5是本发明实施例提供的火灾探测设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1所示为本发明实施例所述的火灾探测器的结构简要示意图，在图1中所示的火灾探测器，包括暗室11，以及设置在暗室内的光源12、摄像头13，其中，所述暗室11可以设置为四面通风的遮光结构，使得噪声光线不能够进入暗室，并且还可以设置滤网，避免蚊虫进入到暗室内。

所述暗室内的光源12与所述摄像头13可以设置在同一平面，并且光源12的出射方向，可以与所述摄像头13成一定的夹角，比如小于90度的夹角，从而使得摄像头13可以采集到由光源所照射的空间中的颗粒所散射的图像。所述摄像头13采集到图像后，将图像发送给处理器，由处理器对图像中的颗粒及其数量进行识别，并根据颗粒的变化信息，对现场环境进行火灾预警，具体如图2所示，在图2中，所述火灾探测方法包括：

在步骤s201中，通过摄像头获取在暗室中的光束的图像，所述光束由暗室中的光源发射形成。

具体的，所述摄像头可以为ccd(英文全称为charge-coupleddevice，中文全称为光电耦合单元)摄像头。为了得到更为准确的图像，需要采用分辨率较高的摄像头进行图像采集。可以根据火灾场景中的颗粒的大小的平均值为依据，所采集的图像中，颗粒的大小在图像中的像素值大于预定个像素，比如至少包括100个像素等。

获取所述图像的周期，可以预先设定一个较长的周期进行检测，并且在检测到所述图像中的数值发生变化后，根据变化值的大小调整检测周期，比如变化速度为第一速度值，采用与第一速度相应的第一检测周期，当变化速度为第二速度值，采用与第二速度相应的检测周期，变化速度越快，则采用越短的检测周期，使得能够省电的同时，及时检测到所需要的数据，及时发现火灾事故的异常情况。

并且，所述光源也可以根据检测周期，选定相应的工作时间，即：根据摄像头的检测时间点，确定所述检测点对应的预设时间范围(所述预设时间范围包括所述检测时间点)，在所述时间范围内开启光源，从而使得光源的工作时间与摄像头的工作时间同步，保证图像有效的采集的同时，减少光源的能量消耗。

在步骤s202中，根据预设的图像特征与颗粒的对应关系，获取所述光束的图像中包括的颗粒以及颗粒的浓度变化特征。

具体的，所述图像特征，可以包括散射图像的强度、投影特征、欧拉数、复杂度、纹理能量特征、形状特征中的一种或者多种。

其中，图像特征与颗粒的对应关系，可以通过统计的实验数据获取。比如，可以设定在特定的场景下(实验场景下)，只包括烟雾的颗粒的图像特征，或者只包括粉尘的图像特征，或者只包括油雾的图像特征，或者只包括水汽颗粒的图像特征。通过多次实验，得到不同的颗粒所对应的特征的组合。当然，还可以建立各个特征组合与颗粒种类的神经网络，通过神经网络的学习，得到颗粒与特征的对应关系。

在获取到所述图像中包括的颗粒后，可以相应的根据颗粒的数量的多少，计算得到颗粒的浓度。另外，对颗粒的浓度进行统计，即可得到颗粒的浓度变化特征，所述浓度变化特征可以包括浓度改变的方向，浓度改变的大小等。因此，所述根据预设的图像特征与颗粒的对应关系，获取所述光束的图像中包括的颗粒以及颗粒的浓度变化特征的步骤包括：

根据预先设定的图像特征与颗粒对应关系，识别所述图像中包括的颗粒以及颗粒的数量，所述图像特征包括散射图像的强度、投影特征、欧拉数、复杂度、纹理能量特征、形状特征中的一种或者多种；

连续测量所述图像中包括的颗粒以及颗粒的浓度，得到颗粒所对应的浓度的变化特征中的浓度的变化速度。

可以根据图像中所识别的颗粒，相应的建立多种颗粒的浓度的变化速度。当有两种颗粒的浓度发生变化时，可以根据变化的两种颗粒的浓度的变化特征，即包括浓度的变化速度，查找是否有对应的状态信息。

两个以上的颗粒的浓度发生变化时，可以选择两种或者两种以上的颗粒的浓度的变化特征构成浓度的变化特征的组合，根据浓度的变化特征的组合，查找对应的状态信息。

另外，当图像中包括的颗粒的数量较多时，可以包括多种颗粒的浓度的变化特征的组合，为了优化状态信息的准确度，对所述颗粒的浓度的变化特征的组合进行排序，按优先级依次查询。比如，可以设置种类较多的浓度的变化速度的组合的优先级高于种类较少的浓度的变化速度的组合。

在步骤s203中，根据预设的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系，对现场环境进行火灾监测预警。

预先建立颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系，所述对应关系中的颗粒的浓度的变化特征的组合中，可以包括由两种颗粒的浓度的变化特征的组合，也可以包括由三种或者三种以上的颗粒的浓度的变化特征的组合。

当所述颗粒的浓度的变化特征组合中包括两种颗粒的浓度的变化特征时，所述根据预设的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系，对现场环境进行火灾监测预警的步骤包括：

判断第一颗粒的浓度的变化速度是否大于第一颗粒对应的第一速度阈值，以及第二颗粒的浓度的变化速度是否大于第二颗粒对应的第二速度阈值；

当第一颗粒的浓度的变化速度大于第一速度阈值，且第二颗粒的浓度的变化速度大于第二速度阈值，根据预设的对应关系，检测当前环境出现火灾。

其中，所述浓度的变化速度，可以包括增加的速度，或者包括减少的速度。所述第一颗粒和第二颗粒，可以为水汽颗粒、粉尘颗粒、烟雾颗粒、油雾颗粒中的任意两种。并且，所述水汽颗粒、粉尘颗粒、烟雾颗粒、油雾颗粒，在不同的组合中，所对应的速度阈值也可能不同，可以根据具体的火灾事故，而统计得到在不同的颗粒的浓度的变化特征的组合中，不同颗粒所对应的速度阈值也不相同。比如，对于在组合a中，第一颗粒所对应的第一速度阈值为x1，在组合b中，第一颗粒所对应的第一速度阈值可能为x2。

通过摄像头获取在暗室中的光源发射的光束的图像，并根据图像中包括的图像特征，获取图像中的颗粒及浓度的变化特征，根据预设的颗粒的浓度变化特征的组合与火灾事故的对应关系，对现场环境进行火灾监控。由于通过颗粒浓度的变化特征的组合对火灾进行监测，从而可以更快的发现火灾事故，提高火灾监测的准确率。

图3为本发明实施例提供的火灾探测方法的又一实现流程示意图，详述如下：

在步骤s301中，通过摄像头获取在暗室中的光束的图像，所述光束由暗室中的光源发射形成。

在步骤s302中，根据预设的图像特征与颗粒的对应关系，获取所述光束的图像中包括的颗粒以及颗粒的浓度变化特征。

步骤s301-s302与图2中的步骤s201-s202基本相同。

在步骤s303中，获取火灾探测器的安装场景的环境参数。

具体的，所述环境参数可以包括安装场景的气候、天气变化特征或者其它可能引起空气中的颗粒发生改变的因素。对于环境参数相同的两个安装场景，可以选用相同的对应关系，即选用相同的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系。

在步骤s304中，根据所述环境参数查找对应的统计数据，根据所述统计数据获取所述火灾探测器的安装场景中的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系。

通过对火灾探测器的安装场景进行差异化区分，并且对于不同的安装场景，通过统计数据，可以得到更为敏感的颗粒的浓度的变化特征，忽略因场景本身因互所引起的非火灾事故的颗粒的浓度的变化特征，从而能够进一步的提高对火灾事故探测的准确度。

比如，在第一场景中，第一颗粒所在的浓度的变化特征的组合中，所对应的第一速度阈值为x1，在第二场景中，第一颗粒所在的浓度的变化特征的组合中，所对应的第一速度阈值为x2，且x1可能与x2不相等。

在步骤s305中，根据预设的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系，对现场环境进行火灾监测预警。

图3是在图2的基础上所进一步优化的实施方式，通过将火灾探测器的安装场景的环境参数出发，选择与其相应的对应关系，从而使得火灾探测器所探测的事故的准确度能够进一步的提高。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

图4为本发明实施例提供的一种火灾探测装置的实现结构示意图，详述如下：

本发明实施例所述火灾探测装置，包括：

图像获取单元401，用于通过摄像头获取在暗室中的光束的图像，所述光束由暗室中的光源发射形成；

变化特征获取单元402，用于根据预设的图像特征与颗粒的对应关系，获取所述光束的图像中包括的颗粒以及颗粒的浓度变化特征；

监测预警单元403，用于根据预设的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系，对现场环境进行火灾监测预警。

优选的，所述颗粒的浓度的变化特征的组合包括两种或两种以上的颗粒的浓度的变化特征，当所述颗粒的浓度的变化特征的组合包括两种颗粒的浓度的变化特征时，所述监测预警单元包括：

判断子单元，用于判断第一颗粒的浓度的变化速度是否大于第一颗粒对应的第一速度阈值，以及第二颗粒的浓度的变化速度是否大于第二颗粒对应的第二速度阈值；

检测子单元，用于当第一颗粒的浓度的变化速度大于第一速度阈值，且第二颗粒的浓度的变化速度大于第二速度阈值，根据预设的对应关系，检测当前环境出现火灾。

优选的，所述装置还包括：

环境参数获取单元，用于获取火灾探测器的安装场景的环境参数；

阈值查找单元，用于根据所述环境参数查找对应的统计数据，根据所述统计数据获取所述火灾探测器的安装场景中的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系。

所述火灾探测装置与图2-3所述火灾探测方法对应，在此不作过多重复描述。

图5是本发明一实施例提供的火灾探测设备的示意图。如图5所示，该实施例的火灾探测设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52，例如火灾探测方法的程序。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个火灾探测方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤201至203。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块401至403的功能。

示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述火灾探测设备5中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成图像获取单元、变化特征获取单元和监测预警单元，各单元具体功能如下：

图像获取单元，用于通过摄像头获取在暗室中的光束的图像，所述光束由暗室中的光源发射形成；

变化特征获取单元，用于根据预设的图像特征与颗粒的对应关系，获取所述光束的图像中包括的颗粒以及颗粒的浓度变化特征；

监测预警单元，用于根据预设的颗粒的浓度的变化特征的组合与火灾事故的对应关系，对现场环境进行火灾监测预警。

所述火灾探测设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述火灾探测设备可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是火灾探测设备5的示例，并不构成对火灾探测设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述火灾探测设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器50可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器51可以是所述火灾探测设备5的内部存储单元，例如火灾探测设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述火灾探测设备5的外部存储设备，例如所述火灾探测设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述火灾探测设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述火灾探测设备所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。