CN106157518A - 一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法 - Google Patents

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邵长久
石少峰
孙晓燕
孙建
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Abstract

本发明提供了一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,其中,一种森林防火用远红外防虚警系统,包括护罩、计算机、网桥A、网桥B和云台,所述护罩内进一步设置有热成像镜头、热成像机芯、视频服务器,所述云台上安装有激光测距仪,且云台包括底座、云台主体、支架,所述云台可实现水平方向与垂直方向旋转,本发明使用方便、稳定性强、能够自动排除因固定不动的高温物体造成的虚警,特别是对因太阳造成的虚警的排除。

Description

一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法
技术领域
本发明涉及防虚警装置,尤其是涉及一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法。
背景技术
森林防火监控点的分布不同,周边的环境就会不同,在大多数的监控点的监控范围内会存在固定的高温物体(如烟囱、农庄、工厂等),公路上会有汽车的过往(在汽车移动和刹车过程中),早晚的太阳高度低温度高这些现象都会产生远红外报警,造成虚警现象。
现有的森林防火监控点大多采用热成像技术报警,这就会因为环境因素造成很多虚警(如烟囱、村庄、工厂等固定的高温物体,公路上过往的车辆和早晚的太阳等),这都会给林场工作人员带来很多不必要的麻烦,所以,如何在森林防火监控点进行预防虚警,排除固定不动的、移动的和早晚的太阳等高温物体的干扰就显得至关重要。
传统的森林防火用远红外防虚警方法是在热成像报警之后通过人工观察是否是标注好的固定的建筑或者移动的车辆以及早晚的太阳等造成的虚警,然后进行排除,但是这会造成劳动力的浪费,增加人力成本,为解决上述技术问题,本发明提出了一种森林防火用远红外防虚警方法,此方法使用方便、稳定性强、能够自动排除因固定不动的高温物体和太阳造成的虚警。
发明内容
本发明的目的在于克服现有森林防火用远红外防虚警系统及其方法中存在的缺点,提供一种使用方便、稳定性强、能够自动排除因固定不动的高温物体和太阳造成的虚警。
为实现上述目的本发明的技术方案是:
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,包括护罩(1)、计算机(2)、网桥A(3)、网桥B(4)和云台(5),所述护罩(1)内进一步设置有热成像镜头(6)、热成像机芯(7)、视频服务器(8),所述热成像机芯(7)与视频服务器(8)通过串口连接,所述云台(5)包括底座(9)、云台主体(10)、支架(11),且云台(5)上安装有激光测距仪,所述底座(9)与云台主体(10)采用转动轴连接,云台(5)可实现水平与垂直方向旋转,所述支架(11)安装在云台主体(10)的两侧,且两侧支架(11)由托板连接,所述托板与护罩(1)固定连接。
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,所述视频服务器(8)与网桥A(3)通过网线连接,所述网桥B(4)与计算机(2)通过网线连接,网桥A(3)与网桥B(4)间采用无线传输方式传输数据。
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,其特征在于所述防虚警的方法如下:
A、首先云台进行360°旋转,进行动态扫描;
B、热成像机芯(7)通过热成像镜头(6)采集到热成像图像;
C、通过视频服务器(8)转换后,经网线将采集到的热成像图像传到网桥A(3),网桥A(3)通过无线传输将图像数据传输到网桥B(4);
D、网桥B(4)将图像信号传输给计算机(2);
E、进行火灾防虚警报警监测运算。
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,所述火灾防虚警报警监测运算的步骤包括:
A、从视频中截取单帧图像;
B、创建临时图像;
C、对图像进行灰度化。
D、进行中值滤波,去除干扰噪声。
E、对因固定不动的高温物体及太阳引起的报警进行排除;
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,所述对因固定不动的高温物体及太阳引起的报警进行排除的方法如下:
A、当云台在运动过程中,发现高温疑似火点时,会停止云台,选取一定时间间隔的多帧图像进行对比;
B、判断疑似火点的位置在热成像靶面上的位置发生大距离位移或逐渐消失,则认为为高温移动物体(如汽车等),否则则是固定高温物体或者火点;
C、确定疑似火点位置的坐标;
D、确定疑似火点位置的坐标后,进一步的从数据库提前录制的固定高温物体坐标进行比较,判定是否为固定高温物体;
E、同时判定疑似火点是否为太阳。
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,所述确定疑似火点位置的坐标方法为:
A、测量火点与激光测距仪的距离:由激光测距仪测量待测点至激光测距仪的距离,激光发射器发射激光至待测点,接收器接受反馈信号,通过从发射到返回的时间计算待测点与激光测距仪之间的距离S,单位米;
B、云台返回的水平角度值A,云台返回的俯仰角度值B;
C、通过设备提前获取到云台所在地的经纬度坐标值(J0,W0),云台所在地的高度值H0;
D、获得云台所在地单位经度和单位纬度的长度,每一经度为J,每一纬度为W;
E、根据定位公式可以获取定位点所在的地理坐标,如下:
经度坐标J1=J0+[S*COS(B)*SIN(A)*360°]/W;
纬度坐标W1=W0+[S*COS(B)*COS(A)*360°]/J;
高度值为H1=H0-S*SIN(B);
其中,以正北方向为水平0°。
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,所述对因太阳引起的报警的排除的方法如下:
A、提取图像的边缘信息;
B、对图像进行先膨胀后腐蚀的闭操作,即消除离散点;
C、根据当前热成像机芯的分辨率不同,选取不同的经验值作为判断是否为圆的依据;
D、在图像中寻找圆。
综上所述,本发明的优点在于:克服了以往通过人工观察防止虚警的方式,本发明提出的森林防火用远红外防虚警系统及其方法,使用方便、稳定性强、能够自动排除因固定不动的高温物体造成的虚警,特别是对因太阳造成的虚警的排除。
附图说明
图1为一种森林防火用远红外防虚警系统结构图;
图2为一种森林防火用远红外防虚警系统中云台的结构示意图;
图3为一种森林防火用远红外防虚警系统的护罩内部结构图;
图4是一种森林防火用远红外防虚警方法原理示意图;
如图所示:1、护罩 2、计算机 3、网桥A 4、网桥B 5、云台6、热成像镜头 7、热成像机芯 8、视频服务器 9、底座 10、云台主体 11、支架
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1-3所示,一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,包括护罩1、计算机2、网桥A3、网桥B4和云台5,所述护罩1内进一步设置有热成像镜头6、热成像机芯7、视频服务器8,所述热成像机芯7与视频服务器8通过串口连接,所述云台5包括底座9、云台主体10、支架11,且云台5上安装有激光测距仪,所述底座9与云台主体10采用转动轴连接,云台可实现水平方向0°~360°度旋转与垂直方向-30°~40°度旋转,所述支架11安装在云台主体10的两侧,且两侧支架11由托板连接,所述托板与护罩1固定连接。
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,所述视频服务器8与网桥A3通过网线连接,所述网桥B4与计算机2通过网线连接,网桥A3与网桥B4间采用WIFI无线传输方式传输数据。
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,所述火灾防虚警报警监测运算的步骤包括:
A、从视频中截取单帧图像;
B、创建临时图像;
C、对图像进行灰度化。
D、进行中值滤波,去除干扰噪声。
E、对因固定不动的高温物体及太阳引起的报警进行排除;
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,所述对因固定不动的高温物体及太阳引起的报警进行排除的方法如下:
A、当云台在运动过程中,发现高温疑似火点时,会停止云台,选取一定时间间隔的多帧图像进行对比;
B、判断疑似火点的位置在热成像靶面上的位置发生大距离位移或逐渐消失,则认为为高温移动物体(如汽车等),否则则是固定高温物体或者火点;
C、确定疑似火点位置的坐标;
D、确定疑似火点位置的坐标后,进一步的从数据库提前录制的固定高温物体坐标进行比较,判定是否为固定高温物体;
E、同时判定疑似火点是否为太阳。
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,所述确定疑似火点位置的坐标方法为:
A、测量火点与激光测距仪的距离:由激光测距仪测量待测点至激光测距仪的距离,激光发射器发射激光至待测点,接收器接受反馈信号,通过从发射到返回的时间计算待测点与激光测距仪之间的距离S,单位米;
B、云台返回的水平角度值A,云台返回的俯仰角度值B;
C、通过设备提前获取到云台所在地的经纬度坐标值(J0,W0),云台所在地的高度值H0;
D、获得云台所在地单位经度和单位纬度的长度,每一经度为J,每一纬度为W;
E、根据定位公式可以获取定位点所在的地理坐标,如下:
经度坐标J1=J0+[S*COS(B)*SIN(A)*360°]/W;
纬度坐标W1=W0+[S*COS(B)*COS(A)*360°]/J;
高度值为H1=H0-S*SIN(B);
其中,以正北方向为水平0°。
一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,所述对因太阳引起的报警的排除的方法如下:
A、提取图像的边缘信息;
B、对图像进行先膨胀后腐蚀的闭操作,即消除离散点;
C、根据当前热成像机芯的分辨率不同,选取不同的经验值作为判断是否为圆的依据;
D、在图像中寻找圆。
如上所述,结合附图和实施例所给出的方案内容,可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,包括护罩(1)、计算机(2)、网桥A(3)、网桥B(4)和云台(5),其特征在于所述护罩(1)内进一步设置有热成像镜头(6)、热成像机芯(7)、视频服务器(8),所述热成像机芯(7)与视频服务器(8)通过串口连接,所述云台(5)包括底座(9)、云台主体(10)、支架(11),且云台(5)上安装有激光测距仪,所述底座(9)与云台主体(10)采用转动轴连接,云台(5)可实现水平与垂直方向旋转,所述支架(11)安装在云台主体(10)的两侧,且两侧支架(11)由托板连接,所述托板与护罩(1)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,其特征在于视频服务器(8)与网桥A(3)通过网线连接,所述网桥B(4)与计算机(2)通过网线连接,网桥A(3)与网桥B(4)间采用无线传输方式传输数据。
3.根据权利要求1所述的一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,其特征在于所述防虚警的方法如下:
A、首先云台进行360°旋转,进行动态扫描;
B、热成像机芯(7)通过热成像镜头(6)采集到热成像图像;
C、通过视频服务器(8)转换后,经网线将采集到的热成像图像传到网桥A(3),网桥A(3)通过无线传输将图像数据传输到网桥B(4);
D、网桥B(4)将图像信号传输给计算机(2);
E、进行火灾防虚警报警监测运算。
4.根据权利要求3所述的一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,其特征在于所述火灾防虚警报警监测运算的步骤包括:
A、从视频中截取单帧图像;
B、创建临时图像;
C、对图像进行灰度化。
D、进行中值滤波,去除干扰噪声。
E、对因固定不动的高温物体及太阳引起的报警进行排除。
5.根据权利要求4所述的一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,其特征在于对因固定不动的高温物体及太阳引起的报警进行排除的方法如下:
A、当云台在运动过程中,发现高温疑似火点时,会停止云台,选取一定时间间隔的多帧图像进行对比;
B、判断疑似火点的位置在热成像靶面上的位置发生大距离位移或逐渐消失,则认为为高温移动物体(如汽车等),否则则是固定高温物体或者火点;
C、确定疑似火点位置的坐标;
D、确定疑似火点位置的坐标后,进一步的从数据库提前录制的固定高温物体坐标进行比较,判定是否为固定高温物体;
E、同时判定疑似火点是否为太阳。
6.根据权利要求5所述的一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,其特征在于所述确定疑似火点位置的坐标方法为:
A、测量火点与激光测距仪的距离:由激光测距仪测量待测点至激光测距仪的距离,激光发射器发射激光至待测点,接收器接受反馈信号,通过从发射到返回的时间计算待测点与激光测距仪之间的距离S,单位米;
B、云台返回的水平角度值A,云台返回的俯仰角度值B;
C、通过设备提前获取到云台所在地的经纬度坐标值(J0,W0),云台所在地的高度值H0;
D、获得云台所在地单位经度和单位纬度的长度,每一经度为J,每一纬度 为W;
E、根据定位公式可以获取定位点所在的地理坐标,如下:
经度坐标J1=J0+[S*COS(B)*SIN(A)*360°]/W;
纬度坐标W1=W0+[S*COS(B)*COS(A)*360°]/J;
高度值为H1=H0-S*SIN(B);
其中,以正北方向为水平0°。
7.根据权利要求5所述的一种森林防火用远红外防虚警系统及其方法,其特征在于所述对因太阳引起的报警的排除的方法如下:
A、提取图像的边缘信息;
B、对图像进行先膨胀后腐蚀的闭操作,即消除离散点;
C、根据当前热成像机芯的分辨率不同,选取不同的经验值作为判断是否为圆的依据;
D、在图像中寻找圆。
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