CN102298816A - 一种多源融合船舶机舱火灾预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船舶机舱内火灾预警的方法。传统的船舶机舱火灾报警系统主要依靠温度和烟雾传感器,火灾误报率较高,并有较大的局限性。本发明方法在进行视频火灾分析时,融合了火焰颜色信息与火焰运动信息,并将其与船舶机舱内温度信息、烟雾信息进行融合,并充分考虑了火焰的面积特征,在降低火灾误报率的情况下实现了实时准确的火灾检测。
Description
技术领域
本发明属于火灾预警技术领域,具体涉及一种船舶机舱内火灾预警的方法。
背景技术
船舶作为水上运输工具,其特殊的功能和结构特征,决定了船舶火灾具有如下特殊性:(1)船舶是一个相对独立的流动场所,发生火灾后获得救授的难度较大;(2)船舶的水密性特点导致火灾产生的热烟气在船舱中蔓延很快,在加速火灾发展的同时还对人员安全造成很大威胁;(3)由于自身功能的限制,船舶内部空间狭小,设备集中环境复杂,发生火灾后人员疏散和火灾扑救困难;(4)船舱中电器设备众多,还有大量的燃油、润滑油等易燃易爆物品。由此可见,海上航运的船舶若发生火灾事故往往是灾难性的。传统的船舶机舱火灾报警系统主要依靠温度和烟雾传感器,火灾误报率较高,并有较大的局限性。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术的不足,提出一种基于多源信息融合的船舶机舱火灾预警方法,火灾预警准确度高,误报率低。
本发明的基于多源信息融合的船舶机舱火灾预警方法,具体步骤是:
步骤(1)由温度传感器阵列获取机舱内各温度监测点的温度 ,;由烟雾传感器阵列获取船舱内各烟雾监测点上的烟雾检测信息,;由摄像头阵列获取机舱内各视频监测点上的视频图像序列,。其中,,分别为机舱内温度传感器、烟雾传感器及摄像头的个数。
以第个摄像头所覆盖的船舱区域为火灾监控对象,设第个摄像头所获取的视频图像分辨率为,其对应所覆盖的机舱二维平面区域为。设中不同时刻的图像序列为,其中(,)为图像像素位置,基于RGB颜色模型。对所获得的温度、烟雾及图像等数据,进行如下操作:
步骤(5)利用视频图像数据,采用背景减法进行视频火灾分析,获取火灾视频判据,具体步骤如下:
③ 进行背景减法:;
④ 进行视频火灾运动判据计算:
,其中为运动判据阈值;
步骤(7)在8-邻域上计算空间上连续的备选火灾点的面积,即对每一个备选火灾点,考查其邻域8个邻域点、、、、、、、是否为备选火灾点,若所有全部8个邻域点均不是备选火灾点,一般可以认为是孤立噪声点;反之,以邻域中的备选火灾点为中心继续向外扩散,直到不能找到连续备选火灾点为止,统计所有连续备选火灾点的数目,当该数量大于时输出火灾报警信号,否则不报警。其中为面积滤波阈值。
步骤(8)对所有摄像头重复步骤(2)~(7),获取整个船舱中监控点的火灾预警信息。
本发明可以高效准确地进行船舶机舱火灾的预警,该方法预警准确度高,误报率低。
具体实施方式
步骤(1)由温度传感器阵列获取机舱内各温度监测点的温度,;由烟雾传感器阵列获取船舱内各烟雾监测点上的烟雾检测信息,;由摄像头阵列获取机舱内各视频监测点上的视频图像序列,。其中,,分别为机舱内温度传感器、烟雾传感器及摄像头的个数。
以摄像头所覆盖的船舱区域为火灾监控对象,设第个摄像头所获取的视频图像分辨率为,其对应所覆盖的机舱二维平面区域为。设中不同时刻的图像序列为,其中(,)为图像像素位置,基于RGB颜色模型。对所获得的温度、烟雾及图像等数据,进行如下操作:
② 令;
若;
⑥ 进行视频火灾颜色判据计算:
步骤(7)在8-邻域上计算空间上连续的备选火灾点的面积,即对每一个备选火灾点,考查其邻域8个邻域点、、、、、、、是否为备选火灾点,若所有全部8个邻域点均不是备选火灾点,一般可以认为是孤立噪声点;反之,以邻域中的备选火灾点为中心继续向外扩散,直到不能找到连续备选火灾点为止,统计所有连续备选火灾点的数目,当该数量大于时输出火灾报警信号,否则不报警。其中为面积滤波阈值。
步骤(8)对所有摄像头重复步骤(2)~(7),获取整个船舱中监控点的火灾预警信息。
本发明的一个具体实施例中,在一个船舱内共架设4个摄像头,100个温度监测点,20个烟雾监测点。温度阈值、烟雾阈值、运动阈值及颜色阈值等参数根据经验及现场环境各自独立设置;颜色信息融合参数、、分别取0.6,0.1和0.3;运动信息与颜色信息融合时取,;温度、烟雾及视频融合时取,,。试验中所有火灾均能在10秒内成功检测到并进行报警,在现有试验中尚未发生误报现象。
本发明方法在进行视频火灾分析时,融合了火焰颜色信息与火焰运动信息,并将其与船舶机舱内温度信息、烟雾信息进行融合,并充分考虑了火焰的面积特征,在降低火灾误报率的情况下实现了实时准确的火灾检测。
Claims (1)
1.一种多源融合船舶机舱火灾预警方法,其特征在于该方法的具体步骤是:
步骤(1)由温度传感器阵列获取机舱内各温度监测点的温度 ,;由烟雾传感器阵列获取船舱内各烟雾监测点上的烟雾检测信息,;由摄像头阵列获取机舱内各视频监测点上的视频图像序列,;其中,,分别为机舱内温度传感器、烟雾传感器及摄像头的个数;
若
5-3.进行背景减法:;
5-4.进行视频火灾运动判据计算:
步骤(7)在8-邻域上计算空间上连续的备选火灾点的面积,即对每一个备选火灾点,考查其邻域8个邻域点、、、、、、、是否为备选火灾点,若所有全部8个邻域点均不是备选火灾点,则认为是孤立噪声点;反之,以邻域中的备选火灾点为中心继续向外扩散,直到不能找到连续备选火灾点为止,统计所有连续备选火灾点的数目,当该数量大于时输出火灾报警信号,否则不报警;其中为面积滤波阈值;
步骤(8)对所有摄像头重复步骤(2)~(7),获取整个船舱中监控点的火灾预警信息。
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