技术领域
本发明涉及消防车技术领域，尤其涉及一种消防车的灭火控制方法、控制装置和控制系统及消防车。
背景技术
现有技术中，消防车灭火一般采用以下两种方式：一是人工操作方法，具体方案是消防员根据经验或者根据随身携戴的热成像仪器人工判断火焰的位置，然后手动控制消防炮或臂架进行灭火。但由于消防车灭火时现场一般会有很浓的烟雾，消防员不易看到具体的着火物体和环境情况，很难找到最佳喷射角度对准火焰的位置，影响灭火效率。另一种自动控制方法，具体方案是消防车根据热成像图像自动判断火焰的位置，然后通过测距方法得知水炮与火焰之间的距离，而后计算并控制灭火水泡的方向使得其喷射出的水柱在空中飞行一段距离后刚好能命中火焰。该种方法由于只是分析出火焰位置，并朝火焰喷水，效率提升并不高；其次，实际灭火现场想要通过现有测距仪较难得到灭火水泡与火焰之间的距离，这样灭火水泡也很难精确的命中火焰。
因此，如何有效提升消防车的灭火效率是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种消防车的灭火控制方法、装置、系统及消防车，以有效提高消防车的灭火效率。
为了实现上述目的，本发明提供一种消防车的灭火控制方法，该方法包括：灭火过程中，接收灭火场面的热成像图像；根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述灭火场面中火焰的焰心位置以及灭火介质的位置，比较所述焰心位置及灭火介质的位置，根据比较结果控制灭火炮头调整方向以使灭火介质的位置与所述焰心位置相一致。
进一步地，该方法包括：根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述火焰的焰心轮廓和所述灭火介质的轮廓，判断所述灭火介质的轮廓和所述焰心轮廓两者中的一者是否位于另一者之内，当判断结果为否时，控制灭火炮头调整方向以使所述灭火介质的轮廓位于所述焰心轮廓之内或所述焰心轮廓位于所述灭火介质的轮廓之内。
为了实现上述目的，本发明提供另一种消防车的灭火控制方法，该方法包括：灭火过程中，接收灭火场面的热成像图像；根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述灭火场面中火焰的焰心位置以及灭火介质的位置，并将所述焰心位置及灭火介质的位置输出至显示装置上。
进一步地，该方法还包括：根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述火焰的焰心轮廓和所述灭火介质的轮廓，并将所述灭火介质的轮廓和所述焰心轮廓输出到所述显示装置上。
相应地，本发明提供一种消防车的灭火控制装置，该控制装置包括：接收模块，用于在灭火过程中，接收灭火场面的热成像图像；分析模块，用于根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述灭火场面中火焰的焰心位置以及灭火介质的位置；比较控制模块，用于比较所述焰心位置及灭火介质的位置，并根据比较结果控制灭火炮头调整方向以使灭火介质的位置与所述焰心位置相一致。
进一步地，所述分析模块，还用于根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述火焰的焰心轮廓和所述灭火介质的轮廓；所述比较控制模块，还用于判断所述灭火介质的轮廓和所述焰心轮廓两者中的一者是否位于另一者之内，当判断结果为否时，控制灭火炮头调整方向以使所述灭火介质的轮廓位于所述焰心轮廓之内或所述焰心轮廓位于所述灭火介质的轮廓之内。
相应地，本发明提供另一种消防车的灭火控制装置，该控制装置包括：接收模块，用于在灭火过程中，接收灭火场面的热成像图像；分析模块，用于根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述灭火场面中火焰的焰心位置以及灭火介质的位置；控制模块，将所述焰心位置及灭火介质的位置输出至显示装置上。
进一步地，所述分析模块，还用于根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述火焰的焰心轮廓和所述灭火介质的轮廓；所述控制模块，还用于将所述灭火介质的轮廓和所述焰心轮廓输出到所述显示装置上。
相应地，本发明还提供一种消防车的灭火控制系统，该灭火控制系统包括上述任一种灭火控制装置；以及包括分别与所述灭火控制装置信号连接的热成像仪及显示装置。
相应地，本发明还提供一种消防车，该消防车包括上述方案中的灭火控制系统。
通过上述技术方案，通过识别出火焰的焰心的位置，即精准的识别出着火的物体，以及识别出灭火介质的位置，通过对两者的比较，以在灭火的过程中实时修正灭火炮头的方向，以精确的对准焰心喷射灭火介质，这样可以最高效抑制火势蔓延，大大提升灭火效率。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明。在附图中：
图1为本发明提供的一个实施例中的消防车的灭火控制方法流程示意图；
图2为本发明提供的另一个实施例中的消防车的灭火控制方法流程示意图；
图3为本发明提供的还一个实施例中的消防车的灭火控制方法流程示意图；
图4为本发明提供的再一个实施例中的消防车的灭火控制方法流程示意图；
图5为本发明提供的一个实施例中消防车的灭火控制装置的结构框图；
图6为本发明提供的另一个实施例中消防车的灭火控制装置的结构框图；
图7为本发明提供的消防车的灭火控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明提供的消防车灭火控制方法、灭火控制装置、灭火控制系统及消防车的具体实施方式作进一步详细描述。
一方面，本发明提供一种消防车的灭火控制方法，参见图1，灭火控制方法包括以下步骤：
步骤S11：灭火过程中，实时接收灭火场面的热成像图像；
步骤S12：根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出灭火场面中火焰的焰心位置以及灭火介质的位置，比较该焰心位置及灭火介质的位置，根据比较结果控制灭火炮头调整方向以使灭火介质的位置与该焰心位置相一致。
消防车进入火场进行灭火，通常是采用现有技术中人工操作方法或自动控制方法，大致命中火焰，灭火精度不高。为此，本发明的灭火控制方法工作在灭火的过程中对灭火炮头的方向进行修正。
实时接收灭火场面的热成像图像，可以在消防车的灭火炮头旁设置热成像摄像头，其摄像方向与灭火炮头一致，这样可以实时拍摄灭火场面的热成像图像并传输至消防车控制器，以进一步利用该热成像图像，调整灭火炮头的位置，以实时修正炮头角度使得灭火介质能在烟雾情况下准确命中火焰。
要实现有效率地灭火，重要的一点就是喷射的水柱或者泡沫要对准火焰根部(即焰心)，该火焰根部即可认为是着火物体，这样能够阻止着火物体的进一步燃烧，迅速控制火势的发展。因此本发明的发明人提出，对接收的热成像图像进行图像识别，分析出灭火场面中火焰的焰心位置以及灭火介质的位置，进一步判断灭火介质的位置是否对准焰心的位置，如果两者的位置不同，通过调整灭火炮头的位置，以使灭火介质能够对准焰心的位置，以使灭火的效率大大提高。
通常，火焰从外向里依次包括外焰、内焰和焰心，其温度相应地依次递减，即越靠近焰心温度越低，这是因为焰心是不充分燃烧而温度最低，这样，在对热成像图像进行图像识别时，可以结合火焰温度的特征对热成像图像中的火焰的整体温度进行分层分析以准确识别出焰心的位置。灭火介质一般情况下是水或泡沫，其温度大大低于火焰温度，这样在火焰背景下也很容易分析出灭火介质的位置来，然后对两者的位置进行比较，以实时调整灭火炮头的方向。例如以焰心的位置为基准，若灭火介质的位置在焰心位置的左侧，即比较结果为两者的位置不相一致时，则控制灭火炮头的方向向右调整，直到灭火介质的位置与焰心的位置相一致。当然，若比较结果是两者的位置相一致，则无须对灭火炮头的角度进行调整。
现有的自动控制方法中，对热成像图像进行识别时，通常是结合燃烧特征进行分析，即若某个位置温度偏高，则识别为火焰的位置，然后对火焰进行喷射灭火，由于这样灭火方式只是粗略的分析出火焰的位置，其灭火效率并不高。而采用本发明灭火控制方法，通过识别出焰心的位置，即精准的识别出着火的物体，并在灭火的过程中实时修正灭火炮头的方向，以精确的对准焰心喷射灭火介质，这样可以最高效抑制火势蔓延，大大提升灭火效率。可知地，当有风或其他因素导致灭火介质偏离焰心时也能通过热成像的图像识别来修正并控制灭火介质准确命中着火物体。
进一步，参见图2，本实施例中，灭火控制方法还包括：
步骤S13：根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述火焰的焰心轮廓和所述灭火介质的轮廓，判断所述灭火介质的轮廓和所述焰心轮廓两者中的一者是否位于另一者之内，当判断结果为否时，控制灭火炮头调整方向以使所述灭火介质的轮廓位于所述焰心轮廓之内或所述焰心轮廓位于所述灭火介质的轮廓之内。
为了进一步提高灭火效率，尽可能使灭火介质最大程度的覆盖着火物体，对热成像图像进行识别时，根据火焰温度分布之间的分界线，较易分析出焰心轮廓，同时灭火介质喷射时由于温度明显低于火焰温度，也能容易区别出灭火介质的形状轮廓，对两者轮廓之间的关系进行判断，根据判断结果来调整灭火炮头的方向。使灭火介质最大程度的覆盖着火物体，分几种情况，当灭火介质的轮廓小于焰心轮廓时，灭火介质的轮廓需位于焰心轮廓之内；当灭火介质的轮廓大于焰心轮廓时，焰心轮廓需位于灭火介质的轮廓之内；当两者轮廓范围相同时，则两者的轮廓是重合的，可以认为灭火介质的轮廓位于焰心轮廓之内，也可以认为焰心轮廓位于灭火介质的轮廓之内。这样，只有当一者的轮廓位于另一者的轮廓之内时，才能保证灭火介质最大程度的喷射在着火物体上。
因此在进行判断时，只需要判断灭火介质的轮廓和焰心轮廓两者中的一者是否位于另一者之内，当判断结果为是时，表明灭火介质已经最大程度的喷射在着火物体上了，不需要调整灭火炮头的位置了。反之，当判断结果为否时，表明灭火介质只是一部分喷射在着火物体上，还需要调整灭火炮头的位置，使灭火介质的轮廓位于焰心轮廓之内或焰心轮廓位于灭火介质的轮廓之内，才能使灭火介质精准的命中着火物体。
在本实施例中，灭火控制方法还可以包括将焰心位置及灭火介质的位置和/或焰心轮廓及灭火介质的轮廓输出在显示装置上。这样可以让消防员实时了解灭火情况，以便消防员掌控整个火场局面。
另一方面，本发明还提供一种消防车的灭火控制方法，参见图3，该方法包括以下步骤：
步骤S21：灭火过程中，实时接收灭火场面的热成像图像；
步骤S22：根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述灭火场面中火焰的焰心位置以及灭火介质的位置，并将所述焰心位置及灭火介质的位置输出至显示装置上。
由于现场环境较为复杂，有时是消防员自己控制灭火炮头的方向进行灭火作业。这种情况下，对热成像图像进行识别，只需要识别出焰心位置和灭火介质的位置，并将两者的位置输出至显示装置上即可，这样消防员自己通过操控灭火炮头的方向，发现显示装置上两者的位置不一致时，可以调整灭火炮头的方向以使两者的位置相一致，从而使灭火介质瞄准着火物体进行灭火。
可以理解地是，本发明提供的该实施例为人工辅助灭火方法，而上文提供的实施例为自动控制方法，两者的控制方式不一样，但其核心思想都是一样，即通过识别出焰心的位置和灭火介质的位置，并控制灭火炮头命中火焰的焰心，即着火的物体，以大大提升灭火效率。
在消防车的控制系统中，可以在人机交互界面上设置自动控制模式和人工辅助模式的选项，由消防员根据火场的实际情况进行选择，若选择自动控制模式，则按上文提供的实施例所示的灭火控制方法执行，若选择人工辅助模式，则按该施例所示的灭火控制方法执行。
进一步，参见图4，本实施例中，灭火控制方法还包括：
步骤S23：根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述火焰的焰心轮廓和所述灭火介质的轮廓，并将所述灭火介质的轮廓和所述焰心轮廓输出到所述显示装置上。
如上文所述，为了进一步提高灭火效率，需尽可能使灭火介质最大程度的覆盖着火物体。在对热成像图像进行识别时，根据火焰温度分布之间的分界线，可较易分析出焰心轮廓，同时灭火介质喷射时由于温度明显低于火焰温度，也可容易区别出灭火介质的形状轮廓，将两者的轮廓输出至显示装置，使消防员可以根据两者轮廓之间的关系，及时调整灭火炮头的方向，以使灭火介质最大程度喷射在着火物体上。
在显示装置显示时，可以采用各种合适的方式，如为了清楚起见，可以用火焰的真实颜色突出显示出焰心的轮廓，而焰心的位置则可以标注在轮廓的中间位置上，而灭火介质可以用水的颜色突出显示出其轮廓，灭火介质的位置也可以选择标注在其轮廓的中间位置上。
在灭火介质的选择上，优先地，灭火介质选择为泡沫。对泡沫灭火，泡沫灭火原理是将泡沫覆盖着火物上以隔绝氧气阻止燃烧，在该实施例及上文提供的实施例中，使泡沫精确的对准焰心则可快速阻止着火物体的继续燃烧，使灭火效率更高。
相应地，一方面，本发明提供一种消防车灭火控制装置10，参见图5，该控制装置10包括：
接收模块11：用于灭火过程中，实时接收灭火场面的热成像图像；
分析模块12：用于根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出灭火场面中火焰的焰心位置以及灭火介质的位置；
比较控制模块13：用于比较该焰心位置及灭火介质的位置，根据比较结果控制灭火炮头调整方向以使灭火介质的位置与该焰心位置相一致。
该控制装置10中，分析模块12可以识别出焰心位置及灭火介质的位置，比较控制模块13可以在灭火的过程中实时修正灭火炮头的方向，以使灭火介质精确的命中焰心，这样可以最高效抑制火势蔓延，大大提升灭火效率。
进一步，该控制装置10中，分析模块12，还用于根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述火焰的焰心轮廓和所述灭火介质的轮廓；比较控制模块13，还用于判断灭火介质的轮廓和焰心轮廓两者中的一者是否位于另一者之内，当判断结果为否时，控制灭火炮头调整方向以使所述灭火介质的轮廓位于所述焰心轮廓之内或所述焰心轮廓位于所述灭火介质的轮廓之内。
该控制装置10中，分析模块12可以进一步分析出焰心轮廓和灭火介质的轮廓，比较控制模块13通过比较两者轮廓之间的关系，可以控制两者之一的轮廓位于另一者的轮廓范围之内，这样可以控制灭火介质最大程度覆盖焰心，从而确保灭火效率的有效提升
进一步，该控制装置10中，比较控制模块13，还用于将焰心位置及灭火介质的位置输出至显示装置40上和/或还用于将将灭火介质的轮廓和焰心轮廓输出到所述显示装置40上。
通过将焰心位置及灭火介质的位置，和/或灭火介质的轮廓和焰心轮廓输出至显示装置，可以使消防员实时了解灭火现场的实际情况，以便对火场的救援做出有利决策。
相应地，另一方面，本发明提供一种消防车灭火控制装置20，该控制装置20包括：
接收模块21，用于在灭火过程中，接收灭火场面的热成像图像；
分析模块22，用于根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述灭火场面中火焰的焰心位置以及灭火介质的位置；
控制模块23，将所述焰心位置及灭火介质的位置输出至显示装置上。
该控制装置20中，分析模块22可以识别出焰心位置及灭火介质的位置，控制模块23将焰心位置及灭火介质的位置输出至显示装置40，这样在某些需要消防员人工辅助灭火的情形下，消防员可通过显示装置获知焰心位置及灭火介质的位置，并可以较快判断两者的位置是否有差异，如两者位置不一致可以在灭火的过程中实时修正灭火炮头的方向，以使灭火介质精确的命中焰心，这样可以最高效抑制火势蔓延，大大提升灭火效率。
进一步，该控制装置20中，分析模块22，还用于根据接收的热成像图像进行图像识别，分析得出所述火焰的焰心轮廓和所述灭火介质的轮廓；控制模块23，还用于将灭火介质的轮廓和焰心轮廓输出到所述显示装置上。
该控制装置20中，分析模块22可以进一步分析出焰心轮廓和灭火介质的轮廓，控制模块23将灭火介质的轮廓和焰心轮廓输出到显示装置40上，这样消防员通过比较两者轮廓之间的关系，可以操控灭火炮头的方向，使两者之一的轮廓位于另一者的轮廓范围之内，这样可以控制灭火介质最大程度覆盖焰心，从而确保灭火效率的有效提升
相应地，本发明提供一种消防车的灭火控制系统1，该控制系统1包括上文实施例提供的中任一种灭火控制装置10(或灭火控制装置20)，并且还包括分别与灭火控制装置10(或灭火控制装置20)信号连接的热成像仪30及显示装置40。
通过热成像仪30实时采集灭火场面的热成像图像，并将该热成像图像传输至灭火控制装置10(或灭火控制装置20)，使得灭火控制装置10(或灭火控制装置20)可以对热成图像进行分析识别，以识别出灭火场面中火焰的焰心位置，以及灭火介质的位置，从而可以通过控制灭火介质的位置与焰心的位置相一致，而使灭火介质精准的命中着火物体。该灭火控制系统的其它特征及优点与前述的灭火控制方法相对应，在此不再赘述。
相应地，本发明提供一种消防车，包括上述实施例中的消防车的灭火控制系统1，消防车的效果及具体细节与上面的灭火控制方法及灭火控制装置相对应，在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。