[发明专利]一种火灾监测系统与方法

说明书

本发明公开一种火灾监测系统与方法。所述系统包括：中央处理单元，与中央处理单元相连的信号调理模块和电机驱动模块，与信号调理模块相连的红外传感器，与电机驱动模块相连的用于驱动转动头的水平电机，还包括与转动头机械交连的光处理装置，光处理装置用于在转动头的带动下，通过在360⁰范围内进行水平扫描、同时在竖直平面扫描来收集光线，并对光线进行反射、聚焦、滤波处理后，使包含火灾特征波段的多个波段光谱轮流投射到红外传感器的靶面上。本发明拓展了火灾探测范围，提高了检测灵敏度和精度，消除了日光、人工光源和一般热源光谱的影响，降低了误报率。

技术领域

本发明属于火灾探测预警技术领域，具体涉及一种基于红外检测的火灾监测系统与方法。

背景技术

目前，对于近距离建筑内外的火灾探测技术已经比较成熟。现有技术主要通过对火灾的燃烧产物(如气体、烟雾、温度、火焰等)的检测判断是否有火灾发生。这些技术都面临一个很大的问题，探测距离非常有限，通常情况下100m是一个标准距离，部分设备能达到200～300m。

在实际应用中，有些场景对探测距离和覆盖面积有很严格的要求，例如对于森林、草原火灾的探测，往往要求探测距离达到几公里或几十公里。因此，一般传统的探测方法已无法满足要求。近二十年来，随着图像分析技术的发展，人们开始针对大范围可变视场摄像机的图像进行烟雾和火焰的分析，但是由于自然界中误报源很多，使得该项技术的应用受到较大的限制。这一阶段最典型的代表技术是德国FireWatch的系统。FireWatch采用特定波段(植被反射弱)的BW摄像机，可以获得相对比较好的烟雾图像，这一定程度上提升了探测的能力。近年来在中国开始应用比较多的技术是基于红外热成像摄像机和可见光摄像机的双目摄像机探测技术，如公开号为CN104269013A、名称为“一种森林探火系统及方法”发明专利，利用红外热成像摄像机获得与温度辐射相关的参数，如温度或者成像灰度值，结合两种图像的分析实现火灾探测。然而，这些技术都存在探测距离近、误报率偏高等问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种火灾监测系统与方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种火灾监测系统，所述系统包括：中央处理单元，与中央处理单元相连的信号调理模块和电机驱动模块，与信号调理模块相连的红外传感器，与电机驱动模块相连的用于驱动转动头的水平电机，还包括与转动头机械交连的光处理装置，光处理装置用于在转动头的带动下，通过在360°范围内进行水平扫描、同时在竖直平面扫描来收集光线，并对光线进行反射、聚焦、滤波处理后，使包含火灾特征波段的多个波段光谱轮流投射到红外传感器的靶面上。

本发明还提供一种应用所述系统进行火灾探测的方法，包括以下步骤：

步骤1，在每个扫描周期，实时采集由红外传感器输出经信号调理模块放大变换后的电压信号，并保存每个数据点的数值；

步骤2，在第一滤光片工作的扫描周期，如果发现某个数据点的数值大于设定的阈值，则所述数据点为疑似点；搜索所述疑似点周边的数据点，生成由多个相邻的疑似点组成的疑似区域，计算疑似区域内所有疑似点数值的平均值M_n；

步骤3，遍历所述扫描周期前一个扫描周期的数据点，生成与所述扫描周期疑似区域对应的疑似区域，并计算疑似区域内所有疑似点数值的平均值M_n-1，若没有生成疑似区域，置M_n-1＝0；

步骤4，根据M_n、M_n-1和M_n-2的大小按以下步骤进行火灾检测，M_n-2为当前扫描周期前两个扫描周期的疑似区域的平均值：