[发明专利]利用单目摄像机定位地面火灾的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及基于摄像的火灾定位技术领域，特别是一种利用单目摄像机定位地面火灾的方法及装置。 

背景技术

火灾给人们的生产生活造成了巨大的生命财产损失，如何快速有效地找到火源并灭火，将火灾造成的损失降到最小是急需解决的关键技术问题。对于智能化的自动灭火系统，关键技术之一就是要在最短的时间内锁定火源目标，准确定位火源的位置，并为喷水灭火做好准备。 

传统的基于红外传感器的定位方法受炮体运动引起的振动、外界温度变化、电磁干扰等因素的影响，容易造成漏报，误报等现象，并且这种传感器类探测装置不能完整识别火焰的形状和大小，也就无法使落水点正好落在火焰的中心，灭火效率较低。 

现有的针对图像的火灾定位方法，采用的是两个摄像机形成立体视觉来获得火灾坐标，定位方法繁琐复杂，技术要求高，安装调试困难。双目摄像立体视觉系统在定位前，考虑到摄像头的各种畸变因素，需要对摄像头进行标定矫正，标定过程复杂专业，在实际应用中，难以普及。双目摄像定位需要对场所内摄像头位置进行固定安装，针对不同场合，需要重新计算及建立坐标系，计算各个摄像头与坐标系间位置关系，提取火源位置算法复杂，环境适应性差，实时性不高。专利200910033034申请公开的“一种基于计算机视觉技术的火灾智能探测、扑灭方法及系统”，采用双目视差方法来进行火灾定位，但它未对双目摄像头进行标定，未考虑摄像头各种畸变因素，定位精度差，自适应性差。专利201110238242申请公开的“双目摄像火灾探测与定位装置及其火灾定位方法”，通过调整两台摄像头对火灾根部图像坐标与图像中心坐标重合形成三角关系来定位火灾，由于不同角度采集到的火焰根部图像位置不同，在一定程度上无法满足理想的三角关系，使算法结果与实际存在偏差，定位精度不高。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用单目摄像机定位地面火灾的方法及装置，该方法及装置不仅定位精度高，定位速度快，而且定位方法简单，技术要求低，易于安装调试。 

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种利用单目摄像机定位地面火灾的方法，将单目摄像机设置在被监控地面区域上方，然后驱动所述单目摄像机运动扫描被监控地面区域以获取监控图像，当监控图像中出现火焰对象时，以火焰对象所成图像底边中心为基准点，在所述监控图像中指定一点，驱动所述单目摄像机移动，使所述基准点与指定点重合，以喷水灭火。 

进一步的，该方法包括以下步骤： 

步骤1：将装有单目摄像机的运动机构安装于被监控地面区域的中心上方；

步骤2：所述运动机构工作，调整所述单目摄像机的俯角，使单目摄像机的视角可以覆盖被监控地面区域的整个半径区域；

步骤3：所述运动机构带动所述单目摄像机进行水平转动，扫描被监控地面区域，获取监控图像；

步骤4：所述单目摄像机将监控图像实时传送给控制器，所述控制器判断监控图像内是否有火焰对象，是则控制所述运动机构停止转动，并转步骤5，否则按照步骤3继续扫描；

步骤5：提取火焰对象所成图像底部中心在监控图像中的坐标和所述监控图像中指定点的坐标，并计算把火焰对象所成图像底部中心移动到所述指定点，所述运动机构需转过的水平转角和竖直转角；

步骤6：驱动所述运动机构转过所述水平转角和竖直转角定位火源，以喷水灭火。

进一步的，所述指定点是所述监控图像中心点，或是监控图像中心点上方朝向校正后的点。 

进一步的，在步骤1中，如果所述单目摄像机的视角无法覆盖被监控地面区域的整个半径区域，则将整个半径区域沿径向划分为多个区段，按一定的顺序对各区段进行扫描。 

进一步的，所述步骤6还包括：基于水的重力作用，估算所述单目摄像机的俯角补偿角度，并驱动所述运动机构转过相应角度。 

本发明还提供了一种利用单目摄像机定位地面火灾的装置，包括设于被监控地面区域中心上方且可进行水平和竖直转动的运动机构、设于所述运动机构上的单目摄像机以及分别与所述单目摄像机和运动机构相连接的控制器； 

所述运动机构用于在所述控制器控制下，带动所述单目摄像机在水平面和竖直面上转过相应角度；所述单目摄像机用于扫描被监控地面区域，获取监控图像，并将监控图像实时传送给所述控制器；所述控制器用于控制所述运动机构的启停及在水平面和竖直面上转过设定的角度，还用于对监控图像进行处理，判断是否有火焰对象，提取监控图像中任意指定点的坐标，并计算将监控图像中一点移动到另一点，所述运动机构需转过的水平转角和竖直转角。