一種預防火災的安防系統以及火災探測方法
2023-04-29 17:39:41 1
專利名稱：一種預防火災的安防系統以及火災探測方法
技術領域：
本發明屬於火災報警技術領域，具體地說，涉及一種預防火災的安防系統以及火 災探測方法。
背景技術：
隨著社會的發展，人們對火災的重視程度越來越大，因為火災一旦出現，就會伴隨著物質的損失；目前發生的幾起大火，都不同程度遭受了巨大經濟損傷。為了避免火災的發生，很多機構或公司都裝配了安防系統，現有安防系統大都僅僅安裝了圖像攝像裝置，圖像攝像裝置將圖像傳遞到安保中心，由監視人員時刻監視，但監視區域有限，不能完全監控，且依靠人力監控，易出現盲區；有的安防系統安裝了煙霧感應器，但煙霧感應器的誤報率較大，造成人力、物力損失，增加防範火災的成本。
發明內容
本發明的目的在於解決現有技術的不足，提供一種預防火災的安防系統，該安防系統可有效監測到火災，誤報率低，降低防火成本。本發明的另一目的在於提供一種火災探測的方法，該方法可以準確的探測到火災，減少火情誤報機率。本發明採用的技術方案為
一種預防火災的安防系統，包括
圖像分析子系統；用於分析監視區域內圖像變化情況；
溫度分析子系統；用於分析監視區域內各處的溫度變化情況；
火情分析晶片；圖像分析子系統將圖像分析結果信息傳遞給火情分析晶片，溫度分析子系統將溫度變化信息傳遞給火情分析晶片，火情分析晶片結合圖像分析子系統和溫度分析子系統的信息進行運算判斷火情；
火情對外傳輸裝置，火情分析晶片將火情信息傳遞給火情對外傳輸裝置，同時圖像分析子系統將圖像信息同步傳遞給火情對外傳輸裝置。本發明採用圖像分析和溫度分析相結合的方式，使得火情分析更加準確，減少誤報率，降低滅火成本以及防火成本。其中，所述圖像分析子系統包括圖像攝像裝置、圖像存儲設備以及圖像分析晶片，圖像攝像裝置分別與圖像存儲設備以及圖像分析晶片信號連接，圖像存儲設備與圖像分析晶片信號連接。圖像攝像裝置用於採集監視區域內的圖像，在對圖像進行分析時，先針對監視區域採集一段時間的圖像如10天、30天的圖像存儲於圖像存儲設備中，並作為背景對比圖像。新錄製的圖像信號先傳遞給圖像分析晶片，圖像分析晶片結合背景圖像進行對比分析，分析新錄製的圖像中紅色、暗紅色圖像的變化情況，以此來初步判定火情。圖像分析晶片將分析的火情信息發送給火情分析晶片進行進一步地處理。
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其中，所述溫度分析子系統包括熱像儀和溫度分析晶片，熱像儀與溫度分析晶片信號連接。熱像儀用於採集監視區域內所用物體的溫度變化情況，特別是高溫物體的溫度變化，溫度分析晶片根據高溫物體的發熱情況來判斷是可能出現火情。
其中，所述溫度分析子系統還包括遠紅外感應器，遠紅外感應器與溫度分析晶片信號連接。設置遠紅外感應器，可以感應到紅外高溫物體，彌補熱像儀的感應範圍。使得監測溫度的範圍更廣，提高火情報警的準確率，減少誤報。其中，火情對外傳輸裝置包括視頻輸出接口和火災示警訊息輸出接口。安防中心通過與視頻輸出接口以及火災示警訊息輸出接口連接，可以實時觀看到監視區域內的視頻，在火災示警時，可以通過觀看視頻來判定火情級別，以及決定滅火所需要的人力和物力，節省滅火成本，優化滅火資源。其中，所述火情對外傳輸裝置包括依次信號連接的圖像壓縮裝置、調製器以及無線發射器。圖像壓縮裝置將視頻信號進行壓縮，壓縮的視頻信號通過調製器調幅並通過無線發射器發送出去；現場具有無線通訊的電子產品均可以接收，並可以觀看到火情現場。其中，所述一種預防火災的安防系統還包括報警裝置，報警裝置與火情分析晶片連接。當有火情時，火情分析晶片立刻控制報警裝置工作，告知現場人員立刻疏散、以及工作人員進行滅火。其中，所述圖像攝像裝置和/或熱像儀中設有IP晶片。在圖像分析子系統向火情分析晶片傳遞圖像分析結構信息時，同時也將圖像所在的地址傳遞給火情分析晶片，溫度分析子系統也是如此；因此火情分析晶片進行運算判斷出現火情時，火情分析晶片同時將火情地址和火情信息一同發送給火情對外傳輸裝置。因此，安防中心在接收到火情的情況同時，還知道出現火情在具體地點，給滅火救援準確的方向，提高滅火效率。其中，所述報警裝置包括語音報警器。通過語言報警，可以告知現場人員那裡有火情，使得無關人員得到迅速有效的撤離，工作人員可以立刻趕往現場。當然還可以根據實際情況來設置聲音報警器和光報警器。一種火災探測方法，包括以下步驟
a)實時採集監視區域內的視頻圖像；
b)初步火情判斷；從採集到的系列幀視頻圖像中提取火焰特徵參數，對火焰特徵參數進行特徵匹配和統計分析，計算出監視區域內的火情發生機率f(t)；
c)實時採集監視區域內的溫度分布圖像；
d)溫度分析；從採集到的監視區域內的溫度分布圖像中提取溫度特徵參數，對溫度特徵參數進行特徵匹配和統計分析，計算出監視區域內的火情發生機率F(t)；
e)火災判定；當f(t) >=T，F (t) >=T時結合初步火情判斷信息和溫度分析信息，分析計算出監視區域內的火情發生機率。其中，在步驟b)中，火焰特徵參數包括顏色參數、位置參數、面積參數；步驟d)中
4的溫度特徵參數包括位置參數和溫度參數。其中，在步驟e)中，火災判定時，包括以下步驟
I)、當火焰特徵參數的位置參數與溫度特徵參數位置不一致時，火災發生率為F(t)；
2)、當火焰特徵參數的位置參數與溫度特徵參數位置一致時，火災發生率為r F(t) + (l-r)f (t);其中，r表示調節係數。本發明取得的有益效果為本發明採用圖像和溫度結合分析的方式，可以有效的監測到火情，並減少誤報火情的機率。
圖I為本發明的結構示意圖。附圖標記為
I—溫度分析子系統2—一圖像分析子系統3—一火情分析晶片4—一報警裝置5—一火情對外傳輸裝置11-一溫度分析晶片12—熱像儀13-一遠紅外感應器21—一圖像分析晶片22-一圖像存儲設備23—一圖像攝像裝置。
具體實施例方式下面結合附圖I以及具體實施方式
對本發明做進一步地說明。實施例I:參見圖I。一種預防火災的安防系統，包括圖像分析子系統2、溫度分析子系統I以及火情分析晶片3 ;圖像分析子系統2將圖像分析結果信息傳遞給火情分析晶片3，溫度分析子系統I將溫度變化信息傳遞給火情分析晶片3，火情分析晶片3結合圖像分析子系統2和溫度分析子系統I的信息進行運算判斷火情；安防系統還包括火情對外傳輸裝置5，火情分析晶片3將火情信息傳遞給火情對外傳輸裝置5，同時圖像分析子系統2將圖像信息同步傳遞給火情對外傳輸裝置5。其中，所述圖像分析子系統2包括圖像攝像裝置23、圖像存儲設備22以及圖像分析晶片21，圖像攝像裝置23分別與圖像存儲設備22以及圖像分析晶片21信號連接，圖像存儲設備22與圖像分析晶片21信號連接。所述溫度分析子系統I包括熱像儀12和溫度分析晶片11，熱像儀12與溫度分析晶片11信號連接。所述溫度分析子系統I還包括遠紅外感應器13，遠紅外感應器13與溫度分析晶片11信號連接。本發明具體實施時對監測區域進行監測，圖像攝像裝置23採用低照明度CXD攝像頭，先對監測區域進行連續攝像10天(該10天內沒有火災)，該10天的攝像信息存儲於圖像存儲設備22中並作為背景信息，然後圖像攝像裝置23開始攝像監視，圖像分析晶片21針對新攝的圖像與背景信息進行比較，並找出火焰特徵參數，其中火焰特徵參數主要包括顏色特徵、位置特徵、面積特徵等；圖像分析晶片21通過在連續的圖像中提取火焰特徵參數進行函數運算，並計算出火災發生機率f(t);當f (t)>=T時，T為設定閥值，如T=O. I至
O.3，圖像分析晶片21將火焰特徵參數傳遞給火情分析晶片3，如果f (t)〈T時，則圖像分析晶片21不傳遞火焰特徵參數。同時熱像儀12採用CXD紅外線攝像鏡頭，對監視區域內的溫度特徵參數進行取樣，其中溫度特徵參數包括位置參數、溫度參數等相關參數，溫度分析晶片11計算出火情發生機率F(t)，當F(t)>=T時，溫度分析晶片11將溫度特徵參數傳遞給火情分析晶片3，如果F(t)〈T時，則溫度分析晶片11不傳遞溫度特徵參數。火情分析晶片3隻有在接收到火焰特徵參數和溫度特徵參數時開始運算處理分析火情，I)、當火焰特徵參數的位置參數與溫度特徵參數位置不一致時，火災發生率為F(t) ;2)、當火焰特徵參數的位置參數與溫度特徵參數位置一致時，火災發生率為M(t)=r F(t) + (l-r)f(t);其中，r表示調節係數，根據實際情況選擇，如r=0. 3。根據M(t)值發出不同示警信號，如當M(t)>Nl時，火災分析晶片直接發出一級火警信息，表示有大火發生，當Nl>=M(t)>=N2時，火災分析晶片發出二級火警信息，表示火情不大，有蔓延趨勢；iM(t)〈N2，火災分析晶片發出三級火情信息，表示有火情苗頭，稍微處理下就可以。NI、N2都是根據實際情況來設定其閥值，如Nl=O. 6,N2=0. 3 ;火災分析晶片在通過火情對外傳輸裝置5對外傳輸火警的同時，圖像分析子系統2將實時採集的圖像視頻通過火情對外傳輸裝置5對外傳送，安防中心結合火情級別以及圖像視頻來判斷滅火人員，使得人力、物力得到優質搭配，節省人力物力。為了方便信號傳遞，火情對外傳輸裝置5設置有視頻輸出接口和火災示警訊息輸出接口。安防中心可以通過與視頻輸出接口以及火災示警訊息輸出接口連接，及時獲得火情信息。為了讓現場人員以及相關人員也可以及時獲得火情信息，所述火情對外傳輸裝置5包括依次信號連接的圖像壓縮裝置、調製器以及無線發射器。圖像壓縮裝置將視頻信號進行壓縮，壓縮的視頻信號通過調製器調幅並通過無線發射器發送出去；現場具有無線通訊的電子產品均可以接收，並可以觀看到火情現場，其中，無線發射器可以選擇為WIFI發射器。另外還設置了報警裝置4，報警裝置4與火情分析晶片3連接。當有火情時，火情分析晶片3立刻控制報警裝置4工作，告知現場人員立刻疏散、以及工作人員進行滅火。進一步地，為了確定火情發生地點，以及火情情況，所述圖像攝像裝置23和/或熱像儀12中設有IP晶片，所述報警裝置4包括語音報警器。一旦有火情發生，火情分析晶片3會運算出各處的火情發生機率，通過語言報警，可以告知該現場人員哪裡有火情，火情情況怎樣，需要怎樣的處理，同時使得無關人員得到迅速有效的撤離，工作人員可以立刻趕往現場。作為等同變形，報警裝置4可以是聲音報警器或光報警器以及其結合。實施例2 :—種火災探測方法，包括以下步驟
a)實時採集監視區域內的視頻圖像和採集監視區域內的溫度分布圖像；
此步驟可以獲得一系列的視頻圖像和溫度分布圖像，作為計算基礎。b) 初步火情判斷；從採集到的系列幀視頻圖像中提取火焰特徵參數，對火焰特徵參數進行特徵匹配和統計分析，計算出監視區域內的火情發生機率f(t)；
c)溫度分析；從採集到的監視區域內的溫度分布圖像中提取溫度特徵參數，對溫度特徵參數進行特徵匹配和統計分析，計算出監視區域內的火情發生機率F(t)；
d)火災判定；當f(t) >=T，F (t) >=T時結合初步火情判斷信息和溫度分析信息，分析計算出監視區域內的火情發生機率；其中，T為設定閥值。其中，在步驟b)中，火焰特徵參數包括顏色參數、位置參數、面積參數；步驟d)中的溫度特徵參數包括位置參數和溫度參數。
其中，在步驟d)中，火災判定時，包括以下步驟
1)、當火焰特徵參數的位置參數與溫度特徵參數位置不一致時，火災發生率為F(t)；
2)、當火焰特徵參數的位置參數與溫度特徵參數位置一致時，火災發生率為rF(t) + (l-r)f (t);其中，r表示調節係數。火災探測方法具體實施與實施例I相同。以上僅是本申請的較佳實施例，在此基礎上的等同技術方案仍落入申請保護範圍。
權利要求
1.一種預防火災的安防系統，其特徵在於其包括圖像分析子系統；用於分析監視區域內圖像變化情況；溫度分析子系統；用於分析監視區域內各處的溫度變化情況；火情分析晶片；圖像分析子系統將圖像分析結果信息傳遞給火情分析晶片，溫度分析子系統將溫度變化信息傳遞給火情分析晶片，火情分析晶片結合圖像分析子系統和溫度分析子系統的信息進行運算判斷火情；火情對外傳輸裝置，火情分析晶片將火情信息傳遞給火情對外傳輸裝置，同時圖像分析子系統將圖像信息同步傳遞給火情對外傳輸裝置。
2.根據權利要求I所述的一種預防火災的安防系統，其特徵在於所述圖像分析子系統包括圖像攝像裝置、圖像存儲設備以及圖像分析晶片，圖像攝像裝置分別與圖像存儲設備以及圖像分析晶片信號連接，圖像存儲設備與圖像分析晶片信號連接。
3.根據權利要求2所述的一種預防火災的安防系統，其特徵在於所述溫度分析子系統包括熱像儀和溫度分析晶片，熱像儀與溫度分析晶片信號連接。
4.根據權利要求3所述的一種預防火災的安防系統，其特徵在於所述溫度分析子系統還包括遠紅外感應器，遠紅外感應器與溫度分析晶片信號連接。
5.根據權利要求4所述的一種預防火災的安防系統，其特徵在於火情對外傳輸裝置包括視頻輸出接口和火災示警訊息輸出接口 ；所述火情對外傳輸裝置包括依次信號連接的圖像壓縮裝置、調製器以及無線發射器。
6.根據權利要求5所述的一種預防火災的安防系統，其特徵在於所述一種預防火災的安防系統還包括報警裝置，報警裝置與火情分析晶片連接。
7.根據權利要求6所述的一種預防火災的安防系統，其特徵在於所述圖像攝像裝置和/或熱像儀中設有IP晶片，所述報警裝置包括語音報警器。
8.一種火災探測方法，其特徵在於包括以下步驟實時採集監視區域內的視頻圖像和採集監視區域內的溫度分布圖像；初步火情判斷；從採集到的系列幀視頻圖像中提取火焰特徵參數，對火焰特徵參數進行特徵匹配和統計分析，計算出監視區域內的火情發生機率f(t)；溫度分析；從採集到的監視區域內的溫度分布圖像中提取溫度特徵參數，對溫度特徵參數進行特徵匹配和統計分析，計算出監視區域內的火情發生機率F(t)；火災判定；當f (t) >=T，F (t) >=T時結合初步火情判斷信息和溫度分析信息，分析計算出監視區域內的火情發生機率。
9.根據權利要求8所述的一種火災探測方法，其特徵在於在步驟b)中，火焰特徵參數包括顏色參數、位置參數、面積參數；步驟d)中的溫度特徵參數包括位置參數和溫度參數。
10.根據權利要求9所述的一種火災探測方法，其特徵在於在步驟d)中，火災判定時， 包括以下步驟1)、當火焰特徵參數的位置參數與溫度特徵參數位置不一致時，火災發生率為F(t)；2)、當火焰特徵參數的位置參數與溫度特徵參數位置一致時，火災發生率為r F(t) + (l-r)f (t);其中，r表示調節係數。
全文摘要
本發明屬於火災報警技術領域，具體地說，涉及一種預防火災的安防系統以及火災探測方法。本發明安防系統包括圖像分析子系統、溫度分析子系統以及火情分析晶片；圖像分析子系統將圖像分析結果信息傳遞給火情分析晶片，溫度分析子系統將溫度變化信息傳遞給火情分析晶片，火情分析晶片結合圖像分析子系統和溫度分析子系統的信息進行運算判斷火情；還包括火情對外傳輸裝置，火情分析晶片將火情信息傳遞給火情對外傳輸裝置，同時圖像分析子系統將圖像信息同步傳遞給火情對外傳輸裝置。本發明採用圖像和溫度結合分析的方式，可以有效的監測到火情，並減少誤報火情的機率。
文檔編號G08B17/00GK102930686SQ20121049814
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者黃永恆 申請人:東莞市雷恩電子科技有限公司