[发明专利]基于火焰规模的自适应灭火方法

说明书

本发明专利公开了一种基于火焰规模的自适应灭火方法，该方法为基于火焰规模大小的自适应摆动方式，属于火灾探测及自动灭火技术领域。该方法通过单目视觉定位技术和视频图像火焰探测技术，实现准确找到最大着火点位置，根据火灾的燃烧范围自适应控制灭火装置摆动方式的目的，能够达到快速、高效的灭火效果。

技术领域

本发明涉及火灾探测及自动灭火技术领域，尤其涉及一种基于火焰规模的自适应灭火方法。

背景技术

近年来，我国对于高大空间建筑火灾监控研究取得了一定成果，其中，灭火装置作为集探测、定位、扑救于一体的智能灭火系统具有广阔的发展前景。在一些无人看守的重点保护区域，对灭火装置的技术要求也越来越高。寻找一种高效的自动灭火方法将成为未来消防炮发展的一个重要方向。

目前市场上的灭火装置多为基于紫外火焰传感器和红外火焰传感器，这类传感器一般都比较敏感，对声音电磁波及震动十分敏感，存在一定的误报率，使用环境受到一定的限制。与这类传统的火灾传感器相比，图像探测技术在火灾探测中具有诸多优势，如适用于大面积的环境，适用于恶劣的环境(多粉尘，高湿度)，具有直观的火灾信息等等。通过机器视觉获取环境信息，如：火势区域、最大着火点等，进而对灭火装置进行控制是实现灭火装置智能化的重要途径之一，有助于完成高效的灭火扑救工作。利用单目视觉系统可以获取灭火装置与火源间的距离、方位，为炮管的控制提供各项输入参数。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种应用于灭火装置中的灭火方法，该方法为基于火焰规模大小的自适应摆动方式。通过单目视觉定位系统获取火源的方位、着火点、边界等信息，为炮管的灭火扑救提供控制信息。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是包括以下步骤：

1)图像探测报警之后，标定图像中火源的着火点坐标及火源区域的边界坐标；

2)获取摄像机的垂直角度α、安装高度H及摄像机的视场角度和焦距；

3)建立空间坐标系，将火焰着火点在图像中的坐标点(PX，PY)，转换到空间坐标系中；

设目标的图像坐标为(PX，PY)，L为摄像机与视场截面的垂直距离，Camera.V为摄像机的垂直视场角度，Camera.H为摄像机的水平视场角度，H为摄像机距离地面垂直高度，a为摄像机的俯仰角；通过以下公式可以计算目标的视场截面坐标(MX，MY)：

该目标的空间坐标(RX，RY)可通过下式计算得到：

4)通过目标的空间坐标计算与图像中心投影点的定位角度，水平和垂直定位角度分别为：

Angle.H＝atan(RX/RY)

5)采用步骤3)至4)分别计算火焰的左上、右下两个边界点的定位角度；

6)通过着火点和边界点的定位角度计算水平摆动角度和垂直摆动角度；

7)根据目标着火点定位角度计算射流补偿角度，并控制消防炮运动至射流修正后的定位点；

8)启动射流扑救，并根据水平和垂直摆动角度控制炮管的摆动。

由此，本发明提出了一种单目定位方法，在摄像机内各项参数已知的情况下，建立图像坐标系与空间坐标系间的关系。

本发明进一步提出了一种基于针孔模型的单目定位方法，该方式不考虑图像几何畸变，假设目标的空间坐标与图像中的投影点为线性关系。