CN111047535A - 一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，包括主控模块，所述主控模块包括火灾监控模块和灭火流量控制模块，所述火灾监控模块包括图像采集单元、图像处理单元，所述图像采集单元包括摄像头，所述摄像头将采集后的火焰图像传送至主控模块，所述主控模块将采集信息发送给图像处理单元，对火焰图像依次进行直方图均衡化处理、图像平滑处理、图像的灰度化处理、火焰图像的分隔处理和图像边缘提取，将处理后的火焰图像信息传送至主控模块，最后经由主控模块将信号传送至灭火流量控制模块，所述灭火流量控制模块包括流量控制单元和喷淋单元，得到准确的火源信息，反馈给主控模块，从而控制喷淋单元进行灭火。
Description
技术领域
本发明属于消防技术领域，具体涉及一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***。
背景技术
火灾是由燃烧引起的，但是并非所有的燃烧都会产生火灾，只有失控的燃烧才会形成火灾，人们通常说的“失火”，就是指失去控制的燃烧。燃烧是由其三个基本要素(即可燃物、助燃物、点火源)之间的相互作用构成的。燃烧按其形成的条件和开始发生的特点可以划分为三种类型，分别是闪燃、着火和自燃。着火是可燃物在外部明火引燃下产生的持续燃烧，在燃烧的过程中会产生其特有的参量:释放出的热量、特有的红外线或紫外线，以及焰心到外焰的热量分层。依据火灾的形成机理和特点，火灾的发生和发展主要为三个阶段:萌芽阶段、蔓延阶段和猛烈阶段。燃烧开始发生失控，称为萌芽阶段火势开始向外扩大发展，称为蔓延阶段；火势凶猛，开始产生灾害，称为猛烈阶段。
在萌芽阶段和蔓延阶段，一般利用常备的灭火器材就可以实现灭火或控制火势，而当发展到猛烈阶段时，则往往需要依靠专业消防人员和设备才能灭火。因此萌芽阶段是进行灭火的最有利时机，这就要求所采用的火灾火焰探测***具备快速、准确的发现火灾。现有的火灾探测***无法提高图像处理体统的准确性、快速性和抗干扰能力，导致无法达到更加有效的对应火灾，因此，亟需一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，可以利用图像处理单元对火焰的面积、圆形度和质心变化等静、动态特征进行处理，得到准确的火源信息，反馈给主控模块，再由主控模块将信号反馈至流量控制单元，从而控制喷淋单元进行灭火，以解决上述背景技术中提出现有技术中现有的探测***的准确性、快速性和抗干扰能力都欠缺，导致无法达到更加有效的对应火灾的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，包括主控模块，所述主控模块包括火灾监控模块和灭火流量控制模块；
所述火灾监控模块包括图像采集单元、图像处理单元，所述图像采集单元包括摄像头，所述摄像头将采集后的火焰图像传送至主控模块，所述主控模块将采集信息发送给图像处理单元，对火焰图像依次进行直方图均衡化处理、图像平滑处理、图像的灰度化处理、火焰图像的分隔处理和图像边缘提取，将处理后的火焰图像信息传送至主控模块，最后经由主控模块将信号传送至灭火流量控制模块；
所述灭火流量控制模块包括流量控制单元和喷淋单元。
其中，所述摄像头为CCD摄像头，采集到的图像分为24位真彩图像，图像的每个像素都由R、G、B三个分量组成，每个颜色分量的级数范围均为0-2558个位，通过一个像素需要占24位的空间加快处理速度。
其中，所述直方图均衡化处理直方图均衡化是指通过特定的算法，均匀的分布原始图像的直方图，经过直方图均衡化处理后的图像，其像素灰度值的动态范围得到了一定的增加，即可实现图像整体对比效果的提高，直方图均匀化不改变灰度极出现的次数，改变的是出现次数所对应的灰度级，从而避免了改变图像的信息结构，同时，可使等长区间内出现的像素数接近相等。
其中，所述图像的平滑或去噪是也是像素灰度的一种平均化处理，其运用的算法是对图像领域的像素进行卷积运算，目的是减落或过滤噪声的影响，改善图像的质量，图像的平滑处理也是图像处理技术中的一项非常重要的工作，图像质量的好坏将直接影响到图像的复原、分割、特征提取、图像识别等工作的进行，图像平滑的方法可以分别在频率域和空间域中进行处理，在空间域中主要是通过均值滤波、领域平均、中值滤波、多图像平均等方法来减少或者去除噪声，在频率域中，一般采用不同功能的低通滤波器的方法来削落或过滤噪声。
其中，所述图像灰度化处理指的是将彩色图像转化为灰度图像的处理过程。
其中，所述图像分割具体可划分到图像分析层次中，通过一定的算法或者特征信息条件将图像把分割成具有特定意义的若干子区域，从而实现对特定目标的提取和分离，图像分割方法包括以下几类：基于区域的分割方法、基于阈值的分割方法、基于边缘的分割方法以及基于特定理论的分割方法等。
其中，所述图像边缘提取首先需对图像的边缘进行检测，图像的边缘进行检测是进行图像分割、对象区域识别、轮廓提取等图像分析层次中的一个重要基础，边缘检测一般是进行图像理解和分析的第一步，物体的边缘一般反映着局部特征的不连续性，在图像上对应为局部亮度变化比较明显的部分，如，颜色，灰度，纹理结构的突变，物体边缘是区分不同区域的分界线，一般沿像素灰度值在边缘走向上变化比较平缓，垂直边缘走向的变化比较剧烈，根据灰度变化的情况可以将边缘分为：房顶型、阶跃型和凸缘型。
其中，所述流量控制单元包括电磁阀，所述喷淋单元包括多组喷淋管路，所述电磁阀固定于每组喷淋管路内，主控模块利用最终的图像采集数据得到准确的火源信息，由此利用电磁阀控制喷淋管路的开启或闭和的数量。
其中，该控制***还包括设定模块和影音模块，所述设定模块用于对主控模块的对比参数进行设定，所述影音模块包括数字模拟转换器，用于处理数字讯号与模拟讯号间之转换；显示器，用于显示影像；影像分割单元，用于将馈入之数影像处理以显示于该显示器上之数分割区域内，扩音器，用于将声音进行放大。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，与现有技术相比，具有以下优点：
1、利用摄像头将采集后的火焰图像传送至主控模块，所述主控模块将采集信息发送给图像处理单元，对火焰图像依次进行直方图均衡化处理、图像平滑处理、图像的灰度化处理、火焰图像的分隔处理和图像边缘提取，将处理后的火焰图像信息传送至主控模块，最后经由主控模块将信号传送至灭火流量控制模块，对火焰的面积、圆形度和质心变化等静、动态特征进行处理，得到准确的火源信息，从而控制灭火流量。
附图说明
图1为本发明一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***的***框图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1所示的一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，包括主控模块，所述主控模块包括火灾监控模块和灭火流量控制模块，所述火灾监控模块包括图像采集单元、图像处理单元，所述图像采集单元包括摄像头，所述摄像头为CCD摄像头，采集到的图像分为24位真彩图像，图像的每个像素都由R、G、B三个分量组成，每个颜色分量的级数范围均为0-2558个位，通过一个像素需要占24位的空间加快处理速度。
所述摄像头将采集后的火焰图像传送至主控模块，所述主控模块将采集信息发送给图像处理单元，对火焰图像依次进行直方图均衡化处理、图像平滑处理、图像的灰度化处理、火焰图像的分隔处理和图像边缘提取，所述直方图均衡化处理直方图均衡化是指通过特定的算法，均匀的分布原始图像的直方图，经过直方图均衡化处理后的图像，其像素灰度值的动态范围得到了一定的增加，即可实现图像整体对比效果的提高，直方图均匀化不改变灰度极出现的次数，改变的是出现次数所对应的灰度级，从而避免了改变图像的信息结构，同时，可使等长区间内出现的像素数接近相等；所述图像的平滑或去噪是也是像素灰度的一种平均化处理，其运用的算法是对图像领域的像素进行卷积运算，目的是减落或过滤噪声的影响，改善图像的质量，图像的平滑处理也是图像处理技术中的一项非常重要的工作，图像质量的好坏将直接影响到图像的复原、分割、特征提取、图像识别等工作的进行，图像平滑的方法可以分别在频率域和空间域中进行处理，在空间域中主要是通过均值滤波、领域平均、中值滤波、多图像平均等方法来减少或者去除噪声，在频率域中，一般采用不同功能的低通滤波器的方法来削落或过滤噪声；所述图像灰度化处理指的是将彩色图像转化为灰度图像的处理过程；所述图像分割具体可划分到图像分析层次中，通过一定的算法或者特征信息条件将图像把分割成具有特定意义的若干子区域，从而实现对特定目标的提取和分离，图像分割方法包括以下几类：基于区域的分割方法、基于阈值的分割方法、基于边缘的分割方法以及基于特定理论的分割方法等；所述图像边缘提取首先需对图像的边缘进行检测，图像的边缘进行检测是进行图像分割、对象区域识别、轮廓提取等图像分析层次中的一个重要基础，边缘检测一般是进行图像理解和分析的第一步，物体的边缘一般反映着局部特征的不连续性，在图像上对应为局部亮度变化比较明显的部分，如，颜色，灰度，纹理结构的突变，物体边缘是区分不同区域的分界线，一般沿像素灰度值在边缘走向上变化比较平缓，垂直边缘走向的变化比较剧烈，根据灰度变化的情况可以将边缘分为:房顶型、阶跃型和凸缘型；然后，将处理后的火焰图像信息传送至主控模块，最后经由主控模块将信号传送至灭火流量控制模块。
所述灭火流量控制模块包括流量控制单元和喷淋单元，所述流量控制单元包括电磁阀，所述喷淋单元包括多组喷淋管路，所述电磁阀固定于每组喷淋管路内，主控模块利用最终的图像采集数据得到准确的火源信息，由此利用电磁阀控制喷淋管路的开启或闭和的数量。
该控制***还包括设定模块和影音模块，所述设定模块用于对主控模块的对比参数进行设定，所述影音模块包括数字模拟转换器，用于处理数字讯号与模拟讯号间之转换；显示器，用于显示影像；影像分割单元，用于将馈入之数影像处理以显示于该显示器上之数分割区域内，扩音器，用于将声音进行放大。
工作原理：利用摄像头将采集后的火焰图像传送至主控模块，所述主控模块将采集信息发送给图像处理单元，对火焰图像依次进行直方图均衡化处理、图像平滑处理、图像的灰度化处理、火焰图像的分隔处理和图像边缘提取，将处理后的火焰图像信息传送至主控模块，最后经由主控模块将信号传送至灭火流量控制模块，对火焰的面积、圆形度和质心变化等静、动态特征进行处理，得到准确的火源信息，从而控制灭火流量。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，包括主控模块，其特征在于：所述主控模块包括火灾监控模块和灭火流量控制模块；
所述火灾监控模块包括图像采集单元、图像处理单元，所述图像采集单元包括摄像头，所述摄像头将采集后的火焰图像传送至主控模块，所述主控模块将采集信息发送给图像处理单元，对火焰图像依次进行直方图均衡化处理、图像平滑处理、图像的灰度化处理、火焰图像的分隔处理和图像边缘提取，将处理后的火焰图像信息传送至主控模块，最后经由主控模块将信号传送至灭火流量控制模块；
所述灭火流量控制模块包括流量控制单元和喷淋单元。
2.根据权利要求1所述的一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，其特征在于：所述摄像头为CCD摄像头，采集到的图像分为24位真彩图像，图像的每个像素都由R、G、B三个分量组成，每个颜色分量的级数范围均为0-2558个位，通过一个像素需要占24位的空间加快处理速度。
3.根据权利要求1所述的一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，其特征在于：所述直方图均衡化处理直方图均衡化是指通过特定的算法，均匀的分布原始图像的直方图，经过直方图均衡化处理后的图像，其像素灰度值的动态范围得到了一定的增加，即可实现图像整体对比效果的提高，直方图均匀化不改变灰度极出现的次数，改变的是出现次数所对应的灰度级，从而避免了改变图像的信息结构，同时，可使等长区间内出现的像素数接近相等。
4.根据权利要求1所述的一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，其特征在于：所述图像的平滑或去噪是也是像素灰度的一种平均化处理，其运用的算法是对图像领域的像素进行卷积运算，目的是减落或过滤噪声的影响，改善图像的质量，图像的平滑处理也是图像处理技术中的一项非常重要的工作，图像质量的好坏将直接影响到图像的复原、分割、特征提取、图像识别等工作的进行，图像平滑的方法可以分别在频率域和空间域中进行处理，在空间域中主要是通过均值滤波、领域平均、中值滤波、多图像平均等方法来减少或者去除噪声，在频率域中，一般采用不同功能的低通滤波器的方法来削落或过滤噪声。
5.根据权利要求1所述的一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，其特征在于：所述图像灰度化处理指的是将彩色图像转化为灰度图像的处理过程。
6.根据权利要求1所述的一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，其特征在于：所述图像分割具体可划分到图像分析层次中，通过一定的算法或者特征信息条件将图像把分割成具有特定意义的若干子区域，从而实现对特定目标的提取和分离，图像分割方法包括以下几类：基于区域的分割方法、基于阈值的分割方法、基于边缘的分割方法以及基于特定理论的分割方法等。
7.根据权利要求1所述的一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，其特征在于：所述图像边缘提取首先需对图像的边缘进行检测，图像的边缘进行检测是进行图像分割、对象区域识别、轮廓提取等图像分析层次中的一个重要基础，边缘检测一般是进行图像理解和分析的第一步，物体的边缘一般反映着局部特征的不连续性，在图像上对应为局部亮度变化比较明显的部分，如，颜色，灰度，纹理结构的突变，物体边缘是区分不同区域的分界线，一般沿像素灰度值在边缘走向上变化比较平缓，垂直边缘走向的变化比较剧烈，根据灰度变化的情况可以将边缘分为:房顶型、阶跃型和凸缘型。
8.根据权利要求1所述的一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，其特征在于：所述流量控制单元包括电磁阀，所述喷淋单元包括多组喷淋管路，所述电磁阀固定于每组喷淋管路内，主控模块利用最终的图像采集数据得到准确的火源信息，由此利用电磁阀控制喷淋管路的开启或闭和的数量。
9.根据权利要求1所述的一种智能识别火源且自动调节灭火流量的消防控制***，其特征在于：该控制***还包括设定模块和影音模块，所述设定模块用于对主控模块的对比参数进行设定，所述影音模块包括数字模拟转换器，用于处理数字讯号与模拟讯号间之转换；显示器，用于显示影像；影像分割单元，用于将馈入之数影像处理以显示于该显示器上之数分割区域内，扩音器，用于将声音进行放大。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200421 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |