基于火焰图像识别自动对中消防装置及方法.pdf

本发明实施例提供一种基于火焰图像识别自动对中消防装置。本发明方法，包括：用于收集火焰图像数据并缓冲所述火焰图像数据的收集单元、用于识别所述火焰图像数据并确定所述火焰位置中心点的单片机、用于驱动电机转动消防水炮至所述火焰位置中心点的驱动单元以及用于喷射水流的消防水炮；所述单片机输入端连接所述收集单元，输出端连接所述驱动单元，所述驱动单元连接所述消防水炮。本发明实施例实现了自动对中火焰灭火，提高了工作效率。

权利要求书
1.  一种基于火焰图像识别自动对中消防装置，其特征在于，包括：
用于收集火焰图像数据并缓冲所述火焰图像数据的收集单元、用于识别 所述火焰图像数据并确定所述火焰位置中心点的单片机、用于驱动电机转动 消防水炮至所述火焰位置中心点的驱动单元以及用于喷射水流的消防水炮；
所述单片机输入端连接所述收集单元，输出端连接所述驱动单元，所述 驱动单元连接所述消防水炮。

2.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述收集单元为OV7670 摄像头和设置在所述摄像头前端的红外滤光片。

3.  根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述单片机型号为 STM32F103RB。

4.  根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述驱动单元包括水 平驱动单元和竖直驱动单元。

5.  根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述驱动单元的驱动 芯片型号为TH7128。

6.  一种根据权利要求1所述装置的消防方法，其特征在于，包括：
收集单元收集图像数据，并存储所述图像数据；
单片机读取所述收集单元存储的图像数据，所述单片机根据所述图像的 灰度值、边缘抖动闪烁频率以及面积确定所述图像为火焰目标；
所述单片机根据所述火焰目标坐标位置中心点确定消防水炮喷射位置；
所述单片机向驱动单元发送驱动信号；
所述驱动单元驱动电机转动所述消防水炮至所述喷射位置喷射水流进行 灭火。

7.  根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述单片机根据所述火 焰图像的灰度值、边缘抖动闪烁频率以及面积确定所述图像为火焰目标，包 括：
单片机根据图像的灰度值分析火焰目标的尖角数目的不确定性；
判断所述图像面积是否变大，若是，则确定所述图像为所述火焰目标。

说明书基于火焰图像识别自动对中消防装置及方法
技术领域
本发明实施例涉及灭火设备技术领域，尤其涉及一种基于火焰图像识别 自动对中消防装置及方法。
背景技术
火灾自动报警以及灭火系统是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取 有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防 设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。
火灾报警系统，一般由火灾探测器、区域报警器和集中报警器组成；也 可以根据工程的要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系 统。即由自动报警、自动灭火、安全疏散诱导、系统过程显示、消防档案管 理等组成一个完整的消防控制系统。火灾探测器是探测火灾的仪器，由于在 火灾发生的阶段，将伴随产生烟雾、高温和火光。这些烟、热和光可以通过 探测器转变为电信号报警或使自动灭火系统启动，及时扑灭火灾。区域报 警器能将所在楼层之探测器发出的信号转换为声光报警，并在屏幕上显示出 火灾的房间号；同时还能监视若干楼层的集中报警器(如果监视整个大楼的 则设于消防控制中心)输出信号或控制自动灭火系统。集中报警是将接收到 的信号以声光方式显示出来，其屏幕上也具体显示出着火的楼层和房间号， 机上停走的时钟记录下首次报警时间性，利用本机专用电话，还可迅速发出 指示和向消防队报警。此外，也可以控制有关的灭火系统或将火灾信号传输 给消防控制室。
但是，由于目前火灾自动报警技术多采用传感器的监测，从而预警不够 准确及时，同时无法识别火情的准确位置。
发明内容
本发明实施例提供一种基于火焰图像识别自动对中消防装置及方法， 以克服现有技术中对于火灾无法准确预警，更无法准确识别火情位置的技 术问题。
本发明实施例的基于火焰图像识别自动对中消防装置，包括：
用于收集火焰图像数据并缓冲所述火焰图像数据的收集单元、用于识别 所述火焰图像数据并确定所述火焰位置中心点的单片机、用于驱动电机转动 消防水炮至所述火焰位置中心点的驱动单元以及用于喷射水流的消防水炮；
所述单片机输入端连接所述收集单元，输出端连接所述驱动单元，所述 驱动单元连接所述消防水炮。
进一步地，所述收集单元为OV7670摄像头和设置在所述摄像头前端的 红外滤光片。
进一步地，所述单片机型号为STM32F103RB。
进一步地，所述驱动单元包括水平驱动单元和竖直驱动单元。
进一步地，所述驱动单元的驱动芯片型号为TH7128。
本发明实施例还提供一种基于火焰图像识别自动对中消防方法，包括：
收集单元收集图像数据，并存储所述图像数据；
单片机读取所述收集单元存储的图像数据，所述单片机根据所述图像的 灰度值、边缘抖动闪烁频率以及面积确定所述图像为火焰目标；
所述单片机根据所述火焰目标坐标位置中心点确定消防水炮喷射位置；
所述单片机向驱动单元发送驱动信号；
所述驱动单元驱动电机转动所述消防水炮至所述喷射位置喷射水流进行 灭火。
进一步地，所述单片机根据所述火焰图像的灰度值、边缘抖动闪烁频率 以及面积确定所述图像为火焰目标，包括：
单片机根据图像的灰度值分析火焰目标的尖角数目的不确定性；
判断所述图像面积是否变大，若是，则确定所述图像为所述火焰目标。 本发明实施例，用于收集火焰图像数据并缓冲所述火焰图像数据的收集单 元、用于识别所述火焰图像数据并确定所述火焰位置中心点的单片机、用于 驱动电机转动消防水炮至所述火焰位置中心点的驱动单元以及用于喷射水流 的消防水炮；所述单片机输入端连接所述收集单元，输出端连接所述驱动单 元，所述驱动单元连接所述消防水炮。本发明实施例实现了自动对中火焰灭 火，提高了工作效率。本发明由于采用了视频图像识别技术基于图像分割法 确定火焰目标，根据火焰目标图像坐标确认火焰目标中心点，从而使水炮对 准目标火焰中心点射流灭火。
附图说明
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一简单地介绍，显而易见地，下 面描述中的附图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为本发明基于火焰图像识别自动对中消防装置结构示意图；
图2为本发明基于火焰图像识别自动对中消防装置方法流程图；
图3为本发明基于火焰图像识别自动对中消防装置电路原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明基于火焰图像识别自动对中消防装置结构示意图，如图1 所示，本实施例装置，包括：
用于收集火焰图像数据并缓冲所述火焰图像数据的收集单元101、用于 识别所述火焰图像数据并确定所述火焰位置中心点的单片机102、用于驱动 电机转动消防水炮至所述火焰位置中心点的驱动单元103以及用于喷射水流 的消防水炮104；
所述单片机102输入端连接所述收集单元101，输出端连接所述驱动单 元103，所述驱动单元103连接所述消防水炮104。
本实施例中，所述收集单元为OV7670摄像头和设置在所述摄像头前端 的红外滤光片。火焰的红外频谱分布在950nm-4000nm之间，普通摄像头的 感知光谱范围在1000nm以下，本实施例中采用频谱在950nm以上的红外滤 光片，将其设置在OV7570摄像头前端。从而视频图像中的背景低值数据大 部分经红外滤镜滤掉，剩下的是少量高值像素，
图2为本发明基于火焰图像识别自动对中消防装置方法流程图，如图2 所示，本实施例方法，包括：
步骤101、收集单元收集图像数据，并存储所述图像数据；
步骤102、单片机读取所述收集单元存储的图像数据，所述单片机根据 所述图像的灰度值，边缘抖动闪烁频率以及面积确定所述图像为火焰目标；
具体来说，视频图像中的背景低值数据大部分经红外滤镜滤掉，剩下的 是少量高值像素，为了获取阀值需要在图像数据中找出一个谷点，从数据的 峰值开始向灰度值增强方向找出比峰值明显低5％～10％的值作为图像分割的 阀值，单片机根据图像数据，进一步分析火焰目标的尖角数目，得出干扰源 的尖角数目小于3，火焰的尖角数目大的多，本实施例中采用8作为阀值， 根据所述火焰目标的像素点数据确定火焰面积，进一步判断边缘抖动闪烁频 率8～12HZ以及火焰面积是否连续变大确定所述火焰确定为火焰目标；通过 计算前后两帧数据面积比值，判断面积是否增大。
步骤103、所述单片机根据所述火焰目标坐标位置中心确定消防水炮喷 射为值；
步骤104、所述单片机向驱动单元发送驱动信号；
步骤105、所述驱动单元驱动电机转动所述消防水炮至所述喷射位置喷 射水流进行灭火。
图3为本发明基于火焰图像识别自动对中消防装置电路原理图，如图3 所示，本实施例装置，所述单片机型号为STM32F103RB，所述驱动单元的驱 动芯片型号为TH7128。并且所述驱动单元包括水平驱动单元和竖直驱动单 元。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。