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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810225635.X (22)申请日 2018.03.19 (71)申请人 莆田学院 地址 351100 福建省莆田市城厢区学园中 街1133号 (72)发明人 陈学军 李文芳 徐明铭 吴晓 (74)专利代理机构 福州市景弘专利代理事务所 (普通合伙) 35219 代理人 林祥翔 张忠波 (51)Int.Cl. A62C 37/00(2006.01) (54)发明名称 一种灭火装置落水点定位方法 (57)摘要 本发明公开了一种灭火装置落水点反馈校 正方法， 包括图像采集装。
2、置在水平和竖直方向对 准火源信号、 射流抬升角度计算和误差调整步 骤， 通过视频采集装置采集火源信息并进行中心 对齐， 预先通过角度信号带入方程计算出射流输 出装置的抬升角度， 使得射流输出装置出水时落 水点直接位于火源上。 并通过图像采集装置重复 进行误差调整， 在视频采集装置反馈角度信号校 正射流定位后， 还有二次反馈落水点与火源补偿 校正， 达到双闭环反馈补偿， 进一步提高了射流 灭火准确性。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 108498993 A 2018.09.07 CN 108498993 A 1.一种灭火装置落水点定位方法， 其特征在于， 该方法包括以下几个步骤： 步。
3、骤一： 通过图像采集装置在水平方向上检测火源信号， 若未检测到火源信号， 执行步 骤八， 若检测到火源信号， 执行步骤二； 步骤二： 将图像采集装置的图像采集区域在水平方向上对准火源信号； 步骤三： 通过图像采集装置在竖直方向上检测火源信号， 将图像采集装置的图像采集 区域在竖直方向上对准火源信号 步骤四： 检测图像采集装置的角度信号， 并将检测到的角度信号带入抛射体运动轨迹 方程进行射流输出装置抬升角度方程计算， 计算出的抬升角度值， 驱动射流输出装置在竖 直方向上进行相应的角度调整； 步骤五： 启动射流输出装置并产生射流； 步骤六： 图像采集装置识别图像采集区域的落水点， 并比较落水点中心。
4、与火源中心的 横向误差X， 若X大于允许误差 ， 则通过角度补偿对水枪在水平方向上进行角度调整， 重复执行步骤六， 若X小于允许误差 ， 执行步骤七； 步骤七： 比较落水点中心与火源中心的纵向误差Y， 若Y大于允许误差 ， 则通过角 度补偿对水枪在竖直方向上进行角度调整， 重复执行步骤七， 若Y小于允许误差 ， 当图像 采集装置检测不到火源信号， 执行步骤八； 步骤八： 关闭射流输出装置并复位。 2.根据权利要求1所述的灭火装置落水点定位方法， 其特征在于， 步骤六和步骤七中所 述抛射体运动轨迹方程为：所 述抬升角度方程为： 3.根据权利要求1所述的灭火装置落水点定位方法， 其特征在于， 所述。
5、角度补偿由图像 采集装置采集图像模拟信号， 图像模拟信号通过中央处理器进行模数转换为数字信号， 计 算落水点与火源信号之间的距离差， 由距离差计算补偿角， 并将补偿角反馈至控制器驱动 水炮进行修正补偿。 4.根据权利要求1所述的灭火装置落水点定位方法， 其特征在于， 还包括初始化步骤， 所述初始化步骤包括控制器初始化和通信参数初始化。 5.根据权利要求4所述的灭火装置落水点定位方法， 其特征在于， 还包括中控握手通信 步骤， 所述中控握手通信步骤位于初始化步骤和步骤一之间。 6.根据权利要求1所述的灭火装置落水点定位方法， 其特征在于， 还包括开阀确认步 骤， 所述开阀确认步骤位于步骤四和步骤。
6、五之间， 若确认开阀， 则执行步骤五， 若不开阀， 则 执行步骤八。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 108498993 A 2 一种灭火装置落水点定位方法 技术领域 0001 本发明涉及消防设备技术领域， 特别涉及一种灭火装置落水点定位方法。 背景技术 0002 随着国内城市化进程的不断推进， 越来越多的现代化建筑物及构造物出现于人们 的视野， 且尺寸也越来越大， 例如大型厂房、 粮仓、 运动或文化场馆。 而此类大型建筑物或构 造物由于经常存放大量物资、 设备或集中大量人流， 若发生火灾， 则容易造成严重的财产损 失或较大的人员伤亡， 因此大型建筑对防火的要求也更为苛刻。 0003。
7、 在现有技术中， 传统的消防花洒喷头仅适用于走廊或房间等小范围的防火， 此外， 则出现了例如申请号为201510390867.7的消防水炮， 大部分自动消防水炮通过自动探测火 源并由手动或自动的方式进行灭火作业。 然而火灾发生时， 火灾应对人员不一定处于岗位 上， 无法及时进行手动操控灭火， 而消防水炮在自动运行时， 大多仅采取简单的一次性火源 定位， 而射流受到来自风向、 水压、 射流方向上阻挡物等因素的影响， 落水点与火源所处位 置常常出现偏差， 影响灭火效果。 发明内容 0004 为此， 需要提供一种灭火装置落水点定位方法， 以解决现有技术中射流受到来自 风向、 水压、 射流方向上阻挡物。
8、等因素的影响， 落水点与火源所处位置常常出现偏差， 影响 灭火效果。 0005 为实现上述目的， 发明人提供了一种灭火装置落水点定位方法， 该方法包括以下 几个步骤： 0006 步骤一： 通过图像采集装置在水平方向上检测火源信号， 若未检测到火源信号， 执 行步骤八， 若检测到火源信号， 执行步骤二； 0007 步骤二： 将图像采集装置的图像采集区域在水平方向上对准火源信号； 0008 步骤三： 通过图像采集装置在竖直方向上检测火源信号， 将图像采集装置的图像 采集区域在竖直方向上对准火源信号 0009 步骤四： 检测图像采集装置的角度信号， 并将检测到的角度信号带入抛射体运动 轨迹方程进行射。
9、流输出装置抬升角度方程计算， 计算出的抬升角度值， 驱动射流输出装置 在竖直方向上进行相应的角度调整； 0010 步骤五： 启动射流输出装置并产生射流； 0011 步骤六： 图像采集装置识别图像采集区域的落水点， 并比较落水点中心与火源中 心的横向误差X， 若X大于允许误差 ， 则通过角度补偿对水枪在水平方向上进行角度调 整， 重复执行步骤六， 若X小于允许误差 ， 执行步骤七； 0012 步骤七： 比较落水点中心与火源中心的纵向误差Y， 若Y大于允许误差 ， 则通 过角度补偿对水枪在竖直方向上进行角度调整， 重复执行步骤七， 若Y小于允许误差 ， 当 图像采集装置检测不到火源信号， 执行步骤。
10、八； 说 明 书 1/4 页 3 CN 108498993 A 3 0013 步骤八： 关闭射流输出装置并复位。 0014 进 一 步 地 ，步 骤 六 和 步 骤 七 中 所 述 抛 射 体 运 动 轨 迹 方 程 为 ： 所 述 抬 升 角 度 方 程 为 ： 0015 进一步地， 所述角度补偿由图像采集装置采集图像模拟信号， 图像模拟信号通过 中央处理器进行模数转换为数字信号， 计算落水点与火源信号之间的距离差， 由距离差计 算补偿角， 并将补偿角反馈至控制器驱动水炮进行修正补偿。 0016 进一步地， 还包括初始化步骤， 所述初始化步骤包括控制器初始化和通信参数初 始化。 0017 进。
11、一步地， 还包括中控握手通信步骤， 所述中控握手通信步骤位于初始化步骤和 步骤一之间。 0018 进一步地， 还包括开阀确认步骤， 所述开阀确认步骤位于步骤四和步骤五之间， 若 确认开阀， 则执行步骤五， 若不开阀， 则执行步骤八。 0019 区别于现有技术， 上述技术方案具有如下优点： 视频采集装置采集火源信息并进 行中心对齐， 预先通过角度信号带入方程计算出射流输出装置的抬升角度， 使得射流输出 装置出水时落水点直接位于火源上。 并通过图像采集装置重复进行误差调整， 在视频采集 装置反馈角度信号校正射流定位后， 还有二次反馈落水点与火源补偿校正， 达到双闭环反 馈补偿， 进一步提高了射流灭。
12、火准确性。 附图说明 0020 图1为本发明实施例中灭火装置落水点反馈校正方法的流程示意图； 0021 图2为本发明实施例中射流输出装置抬升角度方程计算示意图； 0022 图3为本发明实施例中灭火装置的硬件通信结构框图。 0023 附图标记说明： 0024 1、 中央处理器； 2、 外围电路； 3、 A/D转换电路； 0025 4、 信号处理模块； 5、 负载电阻； 6、 摄像头； 0026 7、 摄像头红外光模块； 8、 控制器； 9、 电源模块； 0027 10、 现场控制箱； 11、 中控模块； 12、 第一仪表接口； 0028 13、 第二仪表接口； 14、 限位开关； 15、 编码器。
13、； 0029 16、 继电器电路； 17、 阀门； 18、 第一旋转电机； 0030 19、 第二旋转电机。 具体实施方式 0031 为详细说明技术方案的技术内容、 构造特征、 所实现目的及效果， 以下结合具体实 施例并配合附图详予说明。 0032 请一并参阅图1、 图2以及图3， 本实施例公开了一种灭火装置落水点反馈校正方 说 明 书 2/4 页 4 CN 108498993 A 4 法， 方法应用于一种视频自动跟踪定位射流灭火装置， 包括视频处理模块、 控制器处理模 块、 摄像头6、 摄像头红外光模块7、 电源模块9、 现场控制箱10、 中控模块12、 限位开关14、 编 码器14、 继电。
14、器电路16、 第一旋转电机18以及第二旋转电机19； 电源模块9分别与视频处理 模块和控制器处理模块连接。 视频处理模块包括依次连接的负载电阻5、 信号处理模块4、 A/ D转换电路模块3以及中央处理器1； 摄像头6通过摄像头红外光模块7和负载电阻5连接(在 本实施例中， 摄像头选用双目摄像头)； 控制器处理模块包括控制器8以及与控制器8连接的 第一仪表接口11和第二仪表接口19(本实施例中控制器选用STM32， 仪表接口选用RS-485)； 现场控制箱10和中控模块11分别通过第一仪表接口11和第二仪表接口13与控制器8相连； 第一旋转电机18和第二旋转电机19以及阀门17分别通过继电器电路。
15、16与控制器2相连(在 本实施例中， 第一旋转电机和第二旋转电机分别为转动方向相互垂直的两个电机， 分别控 制射流输出装置的水平方向和竖直方向转动， 摄像头同时安装于第一旋转电机和第二旋转 电机上)； 限位开关14以及编码器15分别与控制器8相连； 中央处理器1和控制器8相连(在本 实施例中， 中央处理选用型号为DM642)； 电源模块9以及第一旋转电机18、 第二旋转电机19 分别连接24V直流电源。 为了能使中央处理器正常工作， 中央处理器1同时连接了外围电路2 (在本实施例中， 外围电路包括片外RAM、 外部存储器NOR Flash和CPLD等电路)。 0033 根据上述结构， 在灭火装。
16、置落水点反馈校正方法的工作过程中， 由报警按钮、 烟雾 探测器等部件发送告警信号， 告警信号传递至控制器， 控制器输出信号通过继电器电路控 制第一旋转电机转动， 摄像头和射流输出装置在水平方向上转动， 摄像头的摄像头红外光 模块采集火源信号， 若未检测到火源的红外信号， 则关闭射流输出装置并复位， 若检测到火 源的红外信号， 在摄像头图像采集区域水平方向上的中心对准火源中心时， 继电器电路控 制第二旋转电机转动， 摄像头和射流输出装置通过第二旋转电机在竖直方向上转动， 摄 像头的红外光模块采集火源信号， 若因火源熄灭或出现移动物体阻挡火源时， 关闭射流 输出装置并复位等待告警信号的再次唤醒， 。
17、若检测到火源信号， 摄像头和射流输出 装置在摄像头图像采集区域竖直方向上对准火源中心。 当摄像头和射流输出装置在 竖直方向上对准火源中心时， 编码器将第二旋转电机旋转的角度反馈至控制器， 控制 器 将 相 对 于 水 平 方 向 的 夹 角 数 值 带 入 由 抛 射 体 运 动 轨 迹 方 程 得 出 的 抬 升 角 度 方 程 中， 计算射流输出装置 的抬升角度并通过驱动第二旋转电机进行竖直方向上的角度转动， 将射流输出装置进行 角度抬升， 随后控制器通过继电器电路开启阀门使射流从射流输出装置输出， 并向火源进 行喷射。 摄像头检测射流落点和火源， 经DSP模块进行处理识别， 在图像识别时。
18、空间坐标位 置识别变换， 获得准确距离差， 便于按指定算法更准确的换算成编码量， 获得射流落点和火 源的空间二维坐标， 并计算水平距离差X， 若X大于允许误差 ， 则采集X的正负值， 控 制器通过编码器依靠正负值， 将正负值经指定算法换算至编码量， 控制编码器依据脉冲数 对驱动第一旋转电机进行水平方向顺时针方向或逆时针方向的角度补偿， 完成补偿后重新 测定水平距离差X， 若X小于允许误差 (在本实施例中， 取值为20cm)， 则摄像头检测 射流落点与火源和之间的竖直距离差Y， 若Y大于允许误差 ， 则采集Y的正负值， 控制 说 明 书 3/4 页 5 CN 108498993 A 5 器通过编。
19、码器依靠正负值对驱动第二旋转电机进行竖直方向顺时针方向或逆时针方向进 行角度为的角度补偿， 完成补偿后重新测定竖直距离差Y， 若Y小于允许误差 ， 则继 续检测火源信号， 直至图像采集装置检测不到火源信号， 关闭射流输出装置并复位。 0034 在上述实施例中， 还包括初始化步骤， 初始化步骤包括控制器初始化和通信参数 初始化。 0035 在上述实施例中， 还包括中控握手通信步骤， 中控握手通信步骤位于初始化步骤 和图像采集装置在水平方向上检测火源信号的步骤之间。 0036 在上述实施例中， 还包括开阀确认步骤， 通过设置开阀确认步骤， 避免检测火源的 误报， 造成水流的错误输出。 0037 在。
20、上述实施例中， 中控模块主要包括控制主板、 通信模块、 显示模块、 报警模块及 联动执行机构等组成， 其作用是接收前端灭火装置火警信息、 开阀信息、 启动前端灭装置， 输出显示火警点， 启动消防报警， 联动执行机构启动其它消防系统， 例如现有技术中的消防 中控设备。 0038 在上述实施例中， 视频检测装置也可采用紫外探测器。 0039 在上述实施例中， 射流输出装置可以选用水枪或高压水炮。 0040 需要说明的是， 尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述， 但并非因此限制 本发明的专利保护范围。 因此， 基于本发明的创新理念， 对本文所述实施例进行的变更和修 改， 或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换， 直接或间接地将以 上技术方案运用在其他相关的技术领域， 均包括在本发明的专利保护范围之内。 说 明 书 4/4 页 6 CN 108498993 A 6 图1 说 明 书 附 图 1/2 页 7 CN 108498993 A 7 图2 图3 说 明 书 附 图 2/2 页 8 CN 108498993 A 8 。