[发明专利]一种基于机器视觉的智能化消防炮系统及工作方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的智能化消防炮系统，包括红外相机（1）、自然光相机（2）、机构支架（3）、消防炮头（4）、第一步进电机（5）、第二步进电机（6）、进水管（7）、消防炮（8）及中心控制器；消防炮（8）底部连接进水管（7），其特征在于，消防炮（8）的下方安装第一步进电机（5），消防炮（8）的顶部安装弯管，所述弯管上安装消防炮头（4），消防炮头（4）上安装第二步进电机（6），所述弯管上还安装机构支架（3），机构支架（3）上安装红外相机（1）和自然光相机（2），红外相机（1）的光轴和消防炮（8）瞄准方向位于同一竖直平面，并且平行；自然光相机（2）位于消防炮头（4）的后上方侧边位置；

红外相机（1）、自然光相机（2）连接所述中心控制器，所述中心控制器连接并控制第一步进电机（5）、第二步进电机（6）；

所述红外相机（1）用于采集火场红外图像，根据火场变化情况，调整图像采集帧率以改变消防炮水平调整频率，用于适应不同角度范围的消防炮水平调整；

所述自然光相机（2）用于采集消防炮头（4）的射流轨迹近场图像，根据火场变化情况，调整图像采集帧率以改变消防炮俯仰调整频率，用于适应不同角度范围的消防炮俯仰调整；

所述中心控制器用于解析火场红外图像中的火场中心点，具体包括：

遍历所述火场红外图像找寻最高温度点的像素位置，将该位置标记为火场中心点的像素位置；

计算火场中心点与火场红外图像几何中心点在水平方向的偏差，

控制第一步进电机（5）调整消防炮的水平位置，直至火场中心点与火场红外图像几何中心点位于同一竖直方向；

解析射流轨迹近场图像的几何特征，并计算射流轨迹近场图像的几何特征与射流轨迹模型的偏差，具体包括：采用高斯背景减除方法剔除所述射流轨迹近场图像除射流轨迹以外的背景噪声；遍历所述射流轨迹近场图像并计算获取图像中每一列为射流轨迹的像素点坐标均值；利用所述像素点坐标均值，采用数值拟合方法获取射流轨迹方程；将射流轨迹在图像中起始像素点的位置代入射流轨迹方程计算获取射流轨迹的入射角度值；通过标定实验获取射流轨迹入射角度与射程的映射关系作为相关性模型；通过插值计算方法，获取消防炮实际所需射程在模型中映射的射流轨迹入射角度值；对比当前图像中射流轨迹入射角度值与插值计算结果；

控制第二步进电机（6）调整消防炮的俯仰角度，直至射流轨迹近场图像的几何特征完全匹配射流轨迹模型。