CN102930686A - 一种预防火灾的安防系统以及火灾探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于火灾报警技术领域，具体地说，涉及一种预防火灾的安防系统以及火灾探测方法。本发明安防系统包括图像分析子系统、温度分析子系统以及火情分析芯片；图像分析子系统将图像分析结果信息传递给火情分析芯片，温度分析子系统将温度变化信息传递给火情分析芯片，火情分析芯片结合图像分析子系统和温度分析子系统的信息进行运算判断火情；还包括火情对外传输装置，火情分析芯片将火情信息传递给火情对外传输装置，同时图像分析子系统将图像信息同步传递给火情对外传输装置。本发明采用图像和温度结合分析的方式，可以有效的监测到火情，并减少误报火情的几率。

Description

一种预防火灾的安防系统以及火灾探测方法

技术领域

 本发明属于火灾报警技术领域，具体地说，涉及一种预防火灾的安防系统以及火灾探测方法。

背景技术

 随着社会的发展，人们对火灾的重视程度越来越大，因为火灾一旦出现，就会伴随着物质的损失；目前发生的几起大火，都不同程度遭受了巨大经济损伤。为了避免火灾的发生，很多机构或公司都装配了安防系统，现有安防系统大都仅仅安装了图像摄像装置，图像摄像装置将图像传递到安保中心，由监视人员时刻监视，但监视区域有限，不能完全监控，且依靠人力监控，易出现盲区；有的安防系统安装了烟雾感应器，但烟雾感应器的误报率较大，造成人力、物力损失，增加防范火灾的成本。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种预防火灾的安防系统，该安防系统可有效监测到火灾，误报率低，降低防火成本。

本发明的另一目的在于提供一种火灾探测的方法，该方法可以准确的探测到火灾，减少火情误报几率。

本发明采用的技术方案为：

一种预防火灾的安防系统，包括

图像分析子系统；用于分析监视区域内图像变化情况；

温度分析子系统；用于分析监视区域内各处的温度变化情况；

火情分析芯片；图像分析子系统将图像分析结果信息传递给火情分析芯片，温度分析子系统将温度变化信息传递给火情分析芯片，火情分析芯片结合图像分析子系统和温度分析子系统的信息进行运算判断火情；

火情对外传输装置，火情分析芯片将火情信息传递给火情对外传输装置，同时图像分析子系统将图像信息同步传递给火情对外传输装置。

本发明采用图像分析和温度分析相结合的方式，使得火情分析更加准确，减少误报率，降低灭火成本以及防火成本。

其中，所述图像分析子系统包括图像摄像装置、图像存储设备以及图像分析芯片，图像摄像装置分别与图像存储设备以及图像分析芯片信号连接，图像存储设备与图像分析芯片信号连接。

图像摄像装置用于采集监视区域内的图像，在对图像进行分析时，先针对监视区域采集一段时间的图像如10天、30天的图像存储于图像存储设备中，并作为背景对比图像。新录制的图像信号先传递给图像分析芯片，图像分析芯片结合背景图像进行对比分析，分析新录制的图像中红色、暗红色图像的变化情况，以此来初步判定火情。图像分析芯片将分析的火情信息发送给火情分析芯片进行进一步地处理。

其中，所述温度分析子系统包括热像仪和温度分析芯片，热像仪与温度分析芯片信号连接。

热像仪用于采集监视区域内所用物体的温度变化情况，特别是高温物体的温度变化，温度分析芯片根据高温物体的发热情况来判断是可能出现火情。

其中，所述温度分析子系统还包括远红外感应器，远红外感应器与温度分析芯片信号连接。

设置远红外感应器，可以感应到红外高温物体，弥补热像仪的感应范围。使得监测温度的范围更广，提高火情报警的准确率，减少误报。

其中，火情对外传输装置包括视频输出接口和火灾示警讯息输出接口。

安防中心通过与视频输出接口以及火灾示警讯息输出接口连接，可以实时观看到监视区域内的视频，在火灾示警时，可以通过观看视频来判定火情级别，以及决定灭火所需要的人力和物力，节省灭火成本，优化灭火资源。

其中，所述火情对外传输装置包括依次信号连接的图像压缩装置、调制器以及无线发射器。

图像压缩装置将视频信号进行压缩，压缩的视频信号通过调制器调幅并通过无线发射器发送出去；现场具有无线通讯的电子产品均可以接收，并可以观看到火情现场。

其中，所述一种预防火灾的安防系统还包括报警装置，报警装置与火情分析芯片连接。

当有火情时，火情分析芯片立刻控制报警装置工作，告知现场人员立刻疏散、以及工作人员进行灭火。

其中，所述图像摄像装置和/或热像仪中设有IP芯片。

在图像分析子系统向火情分析芯片传递图像分析结构信息时，同时也将图像所在的地址传递给火情分析芯片，温度分析子系统也是如此；因此火情分析芯片进行运算判断出现火情时，火情分析芯片同时将火情地址和火情信息一同发送给火情对外传输装置。因此，安防中心在接收到火情的情况同时，还知道出现火情在具体地点，给灭火救援准确的方向，提高灭火效率。

其中，所述报警装置包括语音报警器。

通过语言报警，可以告知现场人员那里有火情，使得无关人员得到迅速有效的撤离，工作人员可以立刻赶往现场。当然还可以根据实际情况来设置声音报警器和光报警器。

一种火灾探测方法，包括以下步骤：

a)  实时采集监视区域内的视频图像；

b)  初步火情判断；从采集到的系列帧视频图像中提取火焰特征参数，对火焰特征参数进行特征匹配和统计分析，计算出监视区域内的火情发生几率f(t)；

c)  实时采集监视区域内的温度分布图像；

d)  温度分析；从采集到的监视区域内的温度分布图像中提取温度特征参数，对温度特征参数进行特征匹配和统计分析，计算出监视区域内的火情发生几率F(t)；

e)  火灾判定；当f(t)>=T，F(t)>=T时：结合初步火情判断信息和温度分析信息，分析计算出监视区域内的火情发生几率。

其中，在步骤b)中，火焰特征参数包括颜色参数、位置参数、面积参数；步骤d）中的温度特征参数包括位置参数和温度参数。

其中，在步骤e）中，火灾判定时，包括以下步骤：

1）、当火焰特征参数的位置参数与温度特征参数位置不一致时，火灾发生率为F(t)；2）、当火焰特征参数的位置参数与温度特征参数位置一致时，火灾发生率为r F(t)+(1-r)f(t)；其中，r表示调节系数。

本发明取得的有益效果为：本发明采用图像和温度结合分析的方式，可以有效的监测到火情，并减少误报火情的几率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图标记为：

1——温度分析子系统             2——图像分析子系统

3——火情分析芯片               4——报警装置

5——火情对外传输装置           11——温度分析芯片

12——热像仪                    13——远红外感应器

21——图像分析芯片              22——图像存储设备

23——图像摄像装置。

具体实施方式

下面结合附图1以及具体实施方式对本发明做进一步地说明。

实施例1：参见图1。

一种预防火灾的安防系统，包括图像分析子系统2、温度分析子系统1以及火情分析芯片3；图像分析子系统2将图像分析结果信息传递给火情分析芯片3，温度分析子系统1将温度变化信息传递给火情分析芯片3，火情分析芯片3结合图像分析子系统2和温度分析子系统1的信息进行运算判断火情；安防系统还包括火情对外传输装置5，火情分析芯片3将火情信息传递给火情对外传输装置5，同时图像分析子系统2将图像信息同步传递给火情对外传输装置5。其中，所述图像分析子系统2包括图像摄像装置23、图像存储设备22以及图像分析芯片21，图像摄像装置23分别与图像存储设备22以及图像分析芯片21信号连接，图像存储设备22与图像分析芯片21信号连接。所述温度分析子系统1包括热像仪12和温度分析芯片11，热像仪12与温度分析芯片11信号连接。所述温度分析子系统1还包括远红外感应器13，远红外感应器13与温度分析芯片11信号连接。

本发明具体实施时：对监测区域进行监测，图像摄像装置23采用低照明度CCD摄像头，先对监测区域进行连续摄像10天（该10天内没有火灾），该10天的摄像信息存储于图像存储设备22中并作为背景信息，然后图像摄像装置23开始摄像监视，图像分析芯片21针对新摄的图像与背景信息进行比较，并找出火焰特征参数，其中火焰特征参数主要包括颜色特征、位置特征、面积特征等；图像分析芯片21通过在连续的图像中提取火焰特征参数进行函数运算，并计算出火灾发生几率f(t)；当f(t)>=T时，T为设定阀值，如T=0.1至0.3，图像分析芯片21将火焰特征参数传递给火情分析芯片3，如果f(t)<T时，则图像分析芯片21不传递火焰特征参数。同时热像仪12采用CCD红外线摄像镜头，对监视区域内的温度特征参数进行取样，其中温度特征参数包括位置参数、温度参数等相关参数，温度分析芯片11计算出火情发生几率F(t)，当F(t)>=T时，温度分析芯片11将温度特征参数传递给火情分析芯片3，如果F(t)<T时，则温度分析芯片11不传递温度特征参数。火情分析芯片3只有在接收到火焰特征参数和温度特征参数时开始运算处理分析火情，1）、当火焰特征参数的位置参数与温度特征参数位置不一致时，火灾发生率为F(t)；2）、当火焰特征参数的位置参数与温度特征参数位置一致时，火灾发生率为M(t)=r F(t)+(1-r)f(t)；其中，r表示调节系数，根据实际情况选择，如r=0.3。根据M(t)值发出不同示警信号，如当M(t)>N1时，火灾分析芯片直接发出一级火警信息，表示有大火发生，当N1>=M(t)>=N2时，火灾分析芯片发出二级火警信息，表示火情不大，有蔓延趋势；当M(t)<N2，火灾分析芯片发出三级火情信息，表示有火情苗头，稍微处理下就可以。N1、N2都是根据实际情况来设定其阀值，如N1=0.6，N2=0.3；火灾分析芯片在通过火情对外传输装置5对外传输火警的同时，图像分析子系统2将实时采集的图像视频通过火情对外传输装置5对外传送，安防中心结合火情级别以及图像视频来判断灭火人员，使得人力、物力得到优质搭配，节省人力物力。

为了方便信号传递，火情对外传输装置5设置有视频输出接口和火灾示警讯息输出接口。安防中心可以通过与视频输出接口以及火灾示警讯息输出接口连接，及时获得火情信息。

为了让现场人员以及相关人员也可以及时获得火情信息，所述火情对外传输装置5包括依次信号连接的图像压缩装置、调制器以及无线发射器。图像压缩装置将视频信号进行压缩，压缩的视频信号通过调制器调幅并通过无线发射器发送出去；现场具有无线通讯的电子产品均可以接收，并可以观看到火情现场，其中，无线发射器可以选择为WIFI发射器。另外还设置了报警装置4，报警装置4与火情分析芯片3连接。当有火情时，火情分析芯片3立刻控制报警装置4工作，告知现场人员立刻疏散、以及工作人员进行灭火。

进一步地，为了确定火情发生地点，以及火情情况，所述图像摄像装置23和/或热像仪12中设有IP芯片，所述报警装置4包括语音报警器。

一旦有火情发生，火情分析芯片3会运算出各处的火情发生几率，通过语言报警，可以告知该现场人员哪里有火情，火情情况怎样，需要怎样的处理，同时使得无关人员得到迅速有效的撤离，工作人员可以立刻赶往现场。作为等同变形，报警装置4可以是声音报警器或光报警器以及其结合。

实施例2：一种火灾探测方法，包括以下步骤：

a)  实时采集监视区域内的视频图像和采集监视区域内的温度分布图像；

此步骤可以获得一系列的视频图像和温度分布图像，作为计算基础。

b)  初步火情判断；从采集到的系列帧视频图像中提取火焰特征参数，对火焰特征参数进行特征匹配和统计分析，计算出监视区域内的火情发生几率f(t)；

c)  温度分析；从采集到的监视区域内的温度分布图像中提取温度特征参数，对温度特征参数进行特征匹配和统计分析，计算出监视区域内的火情发生几率F(t)；

d)  火灾判定；当f(t)>=T，F(t)>=T时：结合初步火情判断信息和温度分析信息，分析计算出监视区域内的火情发生几率；其中，T为设定阀值。

其中，在步骤b)中，火焰特征参数包括颜色参数、位置参数、面积参数；步骤d）中的温度特征参数包括位置参数和温度参数。

其中，在步骤d）中，火灾判定时，包括以下步骤：

1）、当火焰特征参数的位置参数与温度特征参数位置不一致时，火灾发生率为F(t)；

2）、当火焰特征参数的位置参数与温度特征参数位置一致时，火灾发生率为r F(t)+(1-r)f(t)；其中，r表示调节系数。

火灾探测方法具体实施与实施例1相同。

以上仅是本申请的较佳实施例，在此基础上的等同技术方案仍落入申请保护范围。

Claims (10)

1.一种预防火灾的安防系统，其特征在于：其包括

图像分析子系统；用于分析监视区域内图像变化情况；

温度分析子系统；用于分析监视区域内各处的温度变化情况；

火情分析芯片；图像分析子系统将图像分析结果信息传递给火情分析芯片，温度分析子系统将温度变化信息传递给火情分析芯片，火情分析芯片结合图像分析子系统和温度分析子系统的信息进行运算判断火情；

火情对外传输装置，火情分析芯片将火情信息传递给火情对外传输装置，同时图像分析子系统将图像信息同步传递给火情对外传输装置。

2.根据权利要求1所述的一种预防火灾的安防系统，其特征在于：所述图像分析子系统包括图像摄像装置、图像存储设备以及图像分析芯片，图像摄像装置分别与图像存储设备以及图像分析芯片信号连接，图像存储设备与图像分析芯片信号连接。

3.根据权利要求2所述的一种预防火灾的安防系统，其特征在于：所述温度分析子系统包括热像仪和温度分析芯片，热像仪与温度分析芯片信号连接。

4.根据权利要求3所述的一种预防火灾的安防系统，其特征在于：所述温度分析子系统还包括远红外感应器，远红外感应器与温度分析芯片信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种预防火灾的安防系统，其特征在于：火情对外传输装置包括视频输出接口和火灾示警讯息输出接口；所述火情对外传输装置包括依次信号连接的图像压缩装置、调制器以及无线发射器。

6.根据权利要求5所述的一种预防火灾的安防系统，其特征在于：所述一种预防火灾的安防系统还包括报警装置，报警装置与火情分析芯片连接。

7.根据权利要求6所述的一种预防火灾的安防系统，其特征在于：所述图像摄像装置和/或热像仪中设有IP芯片，所述报警装置包括语音报警器。

8.一种火灾探测方法，其特征在于：包括以下步骤：

实时采集监视区域内的视频图像和采集监视区域内的温度分布图像；

初步火情判断；从采集到的系列帧视频图像中提取火焰特征参数，对火焰特征参数进行特征匹配和统计分析，计算出监视区域内的火情发生几率f(t)；

温度分析；从采集到的监视区域内的温度分布图像中提取温度特征参数，对温度特征参数进行特征匹配和统计分析，计算出监视区域内的火情发生几率F(t)；

火灾判定；当f(t)>=T，F(t)>=T时：结合初步火情判断信息和温度分析信息，分析计算出监视区域内的火情发生几率。

9.根据权利要求8所述的一种火灾探测方法，其特征在于：在步骤b)中，火焰特征参数包括颜色参数、位置参数、面积参数；步骤d）中的温度特征参数包括位置参数和温度参数。

10.根据权利要求9所述的一种火灾探测方法，其特征在于：在步骤d）中，火灾判定时，包括以下步骤：

1）、当火焰特征参数的位置参数与温度特征参数位置不一致时，火灾发生率为F(t)；

2）、当火焰特征参数的位置参数与温度特征参数位置一致时，火灾发生率为r F(t)+(1-r)f(t)；其中，r表示调节系数。

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