CN108240801A - 一种火场环境探测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及信息采集技术领域，尤其涉及一种火场环境探测方法及装置，用以解决现有技术中难以观测火场内部环境情况的问题。该方法包括：接收来源于待探测区域的光波，所述光波的波长大于或等于400nm且小于或等于1200nm；对所述光波进行分光；根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，将与所述目标探测波段对应的经过分光的所述光波转化为图像信息。本申请接收400nm‑1200nm波段的光波，根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，依据火场的实际情况调整光波波段，从各个波段观测火场环境信息，充分了解火场内部情况，以便优化火场救援方案，降低火灾造成的人员伤亡或财产损失。

Description

一种火场环境探测方法及装置

技术领域

本申请涉及信息采集领域，尤其涉及一种火场环境探测方法及装置。

背景技术

当发生火灾时，消防人员往往采用探照灯或红外成像仪等设备对火场环境进行探测，从而了解火场内部情况，以便进一步采取救援措施。

然而目前国内外广泛使用的探照灯和红外成像仪等火场探测设备存在一些缺点。由于火场内烟雾弥漫，能见度差，可见光波长较短，难以穿透烟雾，因此现有的可见光探照灯在烟雾浓度高的火场内实用性较差。另外，由于火场内温度较高，环境温度差较小，红外成像仪仅根据探测到的温度成像，不能清楚地呈现火场内物体的轮廓，成像效果不佳。可见，现有的火场环境探测器无法在浓烟环境下实现准确的环境探测。

发明内容

本申请实施例提供一种火场环境探测方法及装置，用以解决现有技术中难以观测火场内部环境情况的问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

一种火场环境探测方法，所述方法包括：

汇聚来源于待探测区域的光波，所述光波的波长大于或等于400nm且小于或等于1200nm；

对所述光波进行分光；

根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，将与所述目标探测波段对应的经过分光的所述光波转化为图像信息。

较优的，汇聚来源于待探测区域的光波，具体包括：

利用广角镜头的折射性能将所述待探测区域的光波汇聚至所述广角镜头后焦面，以汇聚所述来源于待探测区域的光波。

较优的，汇聚来源于待探测区域的光波，还包括：

在利用广角镜头的折射性能将所述待探测区域的光波汇聚至所述广角镜头后焦面之后，利用耦合透镜的折射性能将汇聚至所述广角镜头后焦面的光波再次汇聚至光纤传输束的前端面，以进行分光。

较优的，根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，具体包括：

通过调节与经过分光的所述光波相对应的时钟输入选取目标探测波段，以获得当前火场环境的清晰的图像信息。

较优的，将与所述目标探测波段对应的经过分光的所述光波转化为图像信息，具体包括：

利用互补金属氧化物半导体感光元件对所述光波进行光电转换；

将经过光电转换的所述光波处理为单帧图像。

较优的，将经过光电转换的所述光波处理为单帧图像，具体包括：

利用基于四阶累积量的自适应滤波器过滤高斯噪声，提取与所述光波对应的周期信号；

将所述周期信号转化为单帧图像。

较优的，将所述周期信号转化为单帧图像，具体包括：

通过超分辨率图像处理算法增强所述周期信号。

较优的，将与所述目标探测波段对应的经过分光的所述光波转化为图像信息之后，还包括：

将所述图像信息发送至控制中心；

接收由所述控制中心发送的控制指令，根据所述控制指令调整所述目标探测波段。

较优的，以上所述的方法中，所述目标探测波段的最大值与最小值的差值为300nm。

一种火场环境探测装置，包括：

光学接收模块，接收来源于待探测区域的光波，所述光波的波长大于或等于400nm且小于或等于1200nm；

光谱分光模块，对所述光波进行分光；

光电转换模块，根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，将与所述目标探测波段对应的经过分光的所述光波转化为图像信息。本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

通过以上技术方案，利用400nm-1200nm之间的光波对火场环境进行探测。其中，700nm以下的可见光波段能够在火势较小的火场探测环境情况，可以探测到火场内物体的轮廓。而700nm以上的红外线及近红外线波长较长，在烟雾环境下具有较好的穿透性，能够在烟雾浓度较高的火场探测环境情况。本申请提供的方案能够根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，依据火场的实际情况调整光波波段，从而调整图像信息，以便从各个光波波段进行观测，充分了解火场环境情况。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请火场环境探测方法流程图；

图2为本申请分光装置结构示意图；

图3为本申请较优的火场环境探测方法流程图；

图4为本申请广角镜头光路示意图；

图5为本申请耦合透镜组光路示意图；

图6为对目标探测波段进行光电转化的过程示意图；

图7为本申请提供的一种烟雾环境探测装置结构示意图；

图8为本申请提供的一种较优的烟雾环境探测装置结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在各种灾难中，火灾是威胁公共安全和社会发展的主要灾害之一，火灾带来的代价往往非常惨重，对社会安全和经济发展来说是危害极大。大量的火灾案例表明，建筑火灾产生大量烟雾，严重影响人员逃生，是造成群众和消防人员死伤的重要原因。对于消防人员，如果能够在火灾的初期或发生火灾后看清火场内部情况，争分夺秒地根据制定好的救援方案进行火场搜救，就能够有效避免火灾的扩大，减少人员伤亡和财产损失。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。本申请提供的技术方案可以应用于烟尘、水雾浓度较高、充斥有毒有害气体等能见度较低的环境，尤其可以应用于火场环境。本申请提供的技术方案可以广泛应用于各种能见度较低的环境中，提高对环境信息的探测效率，获取环境信息，从而有效提高火场救援、水下救援的搜救效率。

实施例一

本申请提供火场环境探测方法，用以解决现有技术中难以观测火场内部环境情况的问题。如图1所示，该方法包括：

步骤101：汇聚来源于待探测区域的光波，所述光波的波长大于或等于400nm且小于或等于1200nm。

由于火场环境复杂，任何燃料在燃烧时，会不同程度地向外产生热烟气，使得火场空气中充斥烟尘、水雾、有害气体等，其中粒径在0.01μm～10μm的细微固体颗粒物是遮蔽可见光并影响能见度的最主要因素。由待探测区域发出的光波在传输过程中受到上述烟雾的阻碍，光能损失较大。一部分光波由于光能消耗殆尽，无法从待探测区域中传出。对于波长较短的光波，例如紫外线，在传播过程中与上述烟雾碰撞几率较大，光能损失速率较快，因此从待探测区域发出的紫外线较少。相比较下，对于波长较长的光波，例如红外线，在红外线传播时有较大几率绕过烟雾，在传播过程中与上述烟雾碰撞的几率较小，光能损失速率较慢，因此与紫外线相比，从待探测区域发出的红外线较多。

通常情况下，红外线指700nm-1000nm波长的光波，在本方案中，不仅能够探测上述700nm-1000nm波长的红外线光波，也能够探测1000nm-1200nm的光波，以下将1000nm-1200nm的光波称为近红外光波。由于红外线光波比紫外线光波更容易穿透烟雾，因此红外线光波较紫外线光波更容易被探测。同理，近红外光波的波长比红外线的波长更长，穿透烟雾的能力更好，当烟雾浓度较高时，通过探测近红外光波能够进一步探测火场内部环境。

另外，为了提高对待探测区域的光波接收能力，扩大探测范围，本申请中采用光能量接收能力较强的、视场较大的光波接收装置，用于汇聚来源于待探测区域的光波。

步骤102：对所述光波进行分光。

其中，分光采用的具体装置此处不做限制，具体的，利用色散现象将波长范围很宽的复合光分散开来，成为许多波长范围狭小的“单色光”。分光采用的具体装置可以如图2所示，包括有入射狭缝、出射狭缝、反射镜和色散元件，待探测区域的光波经过汇聚，光路如图中箭头所示，通过入射狭缝到达色散元件，色散元件将上述光波分散为许多波长范围狭小的光线，再经过反射镜反射至出射狭缝，在出射狭缝处即可得到经过分光的待探测区域的光波。

上述色散元件可以选用衍射光栅，该光栅可以由大量等宽等间距的平行狭缝构成。具体的，该光栅可以为透射光栅，通过在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于狭缝。另外，该光栅也可以为反射光栅，利用两刻痕间的反射光衍射的光栅，例如，在镀有金属层的表面上刻出许多平行刻痕，两刻痕间的光滑金属面可以反射光。上述分光采用的具体装置结构可以根据色散元件的不同而调整，且色散元件不局限于上述列出的透射光栅及衍射光栅，其他能够达到色散效果的装置均属于本方案保护的范围。

步骤103：根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，将与所述目标探测波段对应的经过分光的所述光波转化为图像信息。

由于本方案中可探测光波波段为400nm-1200nm，在实际使用过程中，可以根据待探测区域的实际环境状况选取目标探测波段。具体选取目标探测波段的方式可以参照以下事例：

事例1：

对于烟尘、水雾浓度较低的火场，可以选取400nm-700nm之间的可见光波段。当烟尘、水雾浓度较低时，由待探测区域发出的可见光在传播过程中受到的影响较小，较容易被探测到。在这种情况下，可以依据400nm-700nm之间的可见光探测火场内物体的具体轮廓，从而确定道路是否畅通、建筑物是否完整等，从而制定较优的救援计划。

事例2：

对于烟尘、水雾浓度较高的火场，可以选取700nm-1000nm之间的红外线波段。当火场存在较多橡胶、塑料制品，燃烧后会产生较多的烟尘、水雾。此时由待探测区域发出的可见光在传播过程中受到的影响较大，由于可见光波长往往小于700nm，在传播过程中碰撞烟尘、水雾的几率较大，受到阻碍较多，光能损失速率较快。由待探测区域发出的可见光较难被探测到。在这种情况下，可以依据700nm-1000nm之间的红外线了解待探测区域的热能分布。通常情况下，红外线与热能相关，温度较高的位点发出的红外线较多，温度较低的位点发出的红外线较低，红外线在传播过程中，受到烟尘、水雾一定程度的阻碍作用，探测到的红外线大多来源于起火点。根据700nm-1000nm之间的红外线能够在烟尘、水雾浓度较高的火场以较快的速度探测到起火点，以便有针对性地对起火点进行扑救，并制定较优的救援路线避开起火点，提高救援的速度。

事例3：

对于烟尘、水雾浓度过高，通过红外线难以探测火场环境的情况，可以选取1000nm-1200nm之间的近红外光波波段。当烟尘浓度过高，由待探测区域发出的红外线难以被探测到时，可以选择1000nm-1200nm的近红外光波波段进行探测，近红外光波的波长比红外线光波更长，穿透烟尘、水雾的能力更强，被探测到的几率更高。因此，在烟尘、水雾浓度过高时，可见光及红外线均难以被探测到的情况下，可以根据近红外光波探测待探测区域，获取火场内部有限的环境信息，以便根据环境信息制定救援路线。

上述列出的事例仅为参考事例，在实际救援过程中，可以根据火场的实际情况选择合适的波段，例如选取目标探测波段为600nm-900nm或800nm-1100nm等，从而同时参照可见光及红外线波段，或红外线波段及近红外波段对火场环境进行探测。而且，随着火势的变化可以对上述目标探测波段进行实时调整，当火势减小、烟雾浓度降低时可以适当调低目标探测波段，当火势增大、烟雾浓度提高时可以适当提高目标探测波段。

另外，将目标探测波段的光波转化为图像信息，具体可以采用光电转换装置进行上述转换。具体的，通过光电转换装置将目标探测波段的光子能量传递给电子使其运动从而形成电流。具体的可以是以硅、化合物半导体材料或非晶硅薄膜等材料为主体的固体装置，也可以使用光敏染料分子来捕获光子的能量，光电转换装置的具体结构此处不做限定。

通过以上技术方案，利用400nm-1200nm之间的光波对火场环境进行探测。其中，700nm以下的可见光波段能够在火势较小的火场探测环境情况，可以探测到火场内物体的轮廓。而700nm以上的红外线及近红外线波长较长，在烟雾环境下具有较好的穿透性，能够在烟雾浓度较高的火场探测环境情况。本申请提供的方案能够根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，依据火场的实际情况调整光波波段，从而调整图像信息，以便从各个光波波段进行观测，充分了解火场环境情况。

实施例二

基于上述实施例，本申请还提供一种较优的火场环境探测方法，所述方法流程如图3所示，该方法包括：

步骤201：

利用广角镜头的折射性能将所述待探测区域的光波汇聚至所述广角镜头后焦面，以汇聚所述来源于待探测区域的光波。

具体的，广角镜头可以为鱼眼镜头，如图4所示，假设该广角镜头左侧为待探测区域，光波由左向右传播。在广角镜头中的光路由虚线示出，入射及出射光波由箭头表示，由图可知，广角镜头可探测的范围接近180度，探测范围较广，基于广角镜头的结构，该广角镜头能有效将待探测区域发出的光波汇聚到广角镜头的后焦面a上，对上述光波实现汇聚作用。上述广角镜头能够扩大对待探测区域的探测范围，通过汇聚来源于待探测区域的光波增大实际探测面积，有效提高火场环境探测效率。

在利用广角镜头的折射性能将所述待探测区域的光波汇聚至所述广角镜头后焦面之后，进行步骤202：

利用耦合透镜的折射性能将汇聚至所述广角镜头后焦面的光波再次汇聚至光纤传输束的前端面，以进行分光。

具体的如图5所示，上述耦合透镜组可以如图中所示，由多个凸透镜组合而成，入射光线如图中箭头所示，该光线由待探测区域发出，经过上述广角镜头汇聚，由于凸透镜具有汇聚光波的作用，上述光波经过透镜组中透镜的再次汇聚，最终汇聚在光纤传输束b的前端面，以便通过光纤传输束传输并进行分光。对于该耦合透镜组，在实际应用过程中也可以根据实际使用需求选取不同数量的凸透镜或凹透镜，按照实际需求进行组合。

通过上述耦合透镜组对经过广角镜头汇聚的光波再次汇聚，能够进一步提高来源于火场环境的光波的集成度，在保证精度的同时缩小光波呈现在光纤传输束前端面上的面积，提高光纤传输束的传输效率。

步骤203：

对所述光波进行分光。

在分光的过程中，由光纤传输束传出的光波经光谱分光系统的入射狭缝投射到其色散元件上，从而被分解为一系列的光谱谱线。在本申请中根据实际环境调节成像波段，得到最佳成像效果。基于光谱空间分布以及探测范围，本方案采用一套光栅分光系统调节目标探测波段。较优的，上述分光装置可调分光范围为300～1200nm，以便实现对目标探测波段的精准调节。

步骤204：

通过调节与经过分光的所述光波相对应的时钟输入选取目标探测波段，以获得当前火场环境的清晰的图像信息。

调节目标探测波段可以通过调节时钟输入而实现，选取目标探测波段以及待探测区域的光波转化为图像信息的过程参见图6，光波经过分光后，只有目标探测波段的光波可以到达感光元件，进而通过感光元件进行光电转换。转换结果经过数据通道处理，按列升高的顺序读出每行后，得到单帧图像。通过单指针、双指针或三指针模式得到连续播放的动态视频，从而实现光学信号到电学信号的实时转化，该电学信号可以为数字信号也可以为模拟信号。

通过调节上述时钟输入选取目标探测波段，能够针对待探测区域的实际环境情况调整最终获得的图像信息的清晰度。对于火势较小的火场选用波长较小的目标探测波段，从而获得火场内部环境的实际轮廓。而对于火势较大的火场选用波长较大的目标探测波段，用以获取较容易透过烟雾的光线，提高获取到的待探测区域的信息量。

步骤205：

利用互补金属氧化物半导体感光元件对所述光波进行光电转换。

互补金属氧化物半导体感光元件(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)是电压控制的一种放大器件，数字影像领域主要用于制作数码器材的感光元件。相类似的，该感光元件也可以选用电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)。相比较下，CCD与CMOS图像传感器光电转换的原理相同，但CMOS制作工艺较简单，集成度较高，输出速度快，且造价低寿命长。

步骤206：

将经过光电转换的所述光波处理为单帧图像。

CMOS感光元件通过不同的时钟输入来接收不同波长的电磁波，经数据通道处理后，得到单帧图像。

基于上述火场环境探测方法，将经过光电转换的所述光波处理为单帧图像的过程中还可以包括以下图像优化方法，该方法具体包括：

利用基于四阶累积量的自适应滤波器过滤高斯噪声，提取与所述光波对应的周期信号，将所述周期信号转化为单帧图像。

由于实际火场环境复杂，背景光干扰较大，探测装置固有噪声以及阵列器件非线性等因素制约了探测的精准度，限制了信噪比的提高。在具体的实施过程中，可以采用最小均四阶矩(Least MeanFourth,LMF)空间自适应背景预测算法对上述干扰杂波进行一定程度的抑制，并通过基于四阶累积量的自适应滤波器(Forth Cumulant-BasedAdaptiveFilter,FCBAF)消除高斯噪声的影响。在具体实施过程中，本步骤可以在可编程逻辑器件(FPGA)中具体实施。通过上述方案能有效消除高斯噪声对上述光波的影响，将深埋于噪声中的周期信号提取出来。降低噪声干扰，提高图像清晰度，提高了系统对火场目标的识别能力。

基于上述火场环境探测方法，为进一步优化图像，上述方法中将所述周期信号转化为单帧图像，具体包括：

通过超分辨率图像处理算法增强所述周期信号。

通过Retinex超分辨率图像处理算法对得到的数字视频文件进行增强处理，使图像更加清晰，细节更加丰富。有效地抑制了系统及背景噪声、增强图像显示效果，极大的提高了系统对火场目标的识别能力。在具体实施过程中，本步骤可以在可编程逻辑器件(FPGA)中具体实施。

基于上述火场环境探测方法，该方法还包括：

步骤207：将所述图像信息发送至控制中心。

具体的，发送上述图像信息的方式此处不做限制，可以选用有线连接方式，也可以选用无线连接方式。由于火场内温度较高，数据线普遍耐热性能不佳，因此无线连接方式较优。无线连接方式可以包括蓝牙、wifi等，其中，较优的可以采用wifi进行通讯，数据传输速度快、受干扰程度较小。控制中心具体可以通过显示器呈现接收到的图像信息，根据该图像信息向探测装置发送控制指令，该控制指令可以包括调整目标探测波段。发送的控制指令可以是文字指令、语音指令等。

另外，控制中心也可以根据呈现出的图像信息进行当前画面调整，例如，画面对比度、亮度、缩放等。对于当前画面调整的相关指令可以不发送至探测装置处，仅在控制中心内进行调整，用以优化上述图像信息，进一步提取图像中的关键信息，获取火场的环境细节，从而制定较优的救援计划。

步骤208接收由所述控制中心发送的控制指令，根据所述控制指令调整所述目标探测波段。

对于处在火场内部的探测装置，可以包括有显示装置，用于实时显示待探测区域在目标探测波段的图像信息，但火场内部环境复杂能见度低，难以观测到显示装置呈现的图像细节。因此，较优的将探测到的图像信息发送至控制中心，根据控制中心发送的控制指令调整目标探测波段，以便通过较优的探测波段对火场内部环境进行探测。

另外，控制中心可以同时与多个探测装置进行通信，即实时接收来源于多个探测装置的图像信息。多个探测装置可以位于火场的不同位置，根据多个探测装置从不同方位对火场环境的探测，能够对比分析出该火场中火势较小、烟雾浓度较低的位置，从而多角度多方面地获取该火场环境信息。进而根据当前火场火势情况制定较优的救援路线及计划。

由此可见，通过WiFi或物联网与后台服务器连接，将图像信息回传至控制中心，通过显示器呈现，以便控制中心快速、直观地了解火场实际情况。控制中心可以根据呈现的图像调整目标探测波段，从而获取更清晰的火场环境图像，全面了解火场内部环境，及时做出指挥决策。

较优的，对于上述火场环境探测方法，目标探测波段的最大值与最小值的差值为300nm。对于上述目标探测波段，若最大值与最小值的差值过小，生成的图像信息中图像细节过少，多呈现为颜色差异度较小的斑块，难以辨别具体环境情况。若最大值与最小值的差值过大，一方面，受到技术工艺的限制，实际应用中难以实现，另一方面，差值过大时环境信息过多，画面中有可能同时包括可见光信息及红外线等非可见光信息，难以分辨呈现的图像是物体的实际外貌还是火场中热能分布。

因此，目标探测波段的最大值与最小值的差值可以为300nm，在实际应用过程中，可以根据实际需求对该数值进行调整，例如目标探测波段的差值可以为250nm、350nm等。从而通过较优的光波波段对火场内部环境进行探测，以便分析火场内部环境情况，制定较优的救援方案。

通过上述技术方案，本申请利用400nm-1200nm的光波对火场进行多波段的光谱检测。由于上述光谱响应范围广，分辨率高，波长较长的光波能够通过高密度的溶剂蒸汽和烟雾，利于清晰观察火场内部情况。另外，本申请能够根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，依据火场的实际情况调整光波波段，从而调整图像信息，以便从各个光波波段进行观测，充分了解火场环境情况，进而有效的提高灾害搜救效率，减少人员伤亡和财产损失。

实施例三

基于上述实施例，本申请还提供一种烟雾环境探测装置70，如图7所示，该装置包括：

光学接收模块71，接收来源于待探测区域的光波，所述光波的波长大于或等于400nm且小于或等于1200nm；

光谱分光模块72，对所述光波进行分光；

光电转换模块73，根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，将与所述目标探测波段对应的经过分光的所述光波转化为图像信息。

其中，上述烟雾环境探测装置70可以为手持设备，通过救援人员携带至目标探测区域附近，在探测时由救援人员调整该装置70的高度和角度，朝向目标探测区域。该烟雾环境探测装置70也可以固定在救援人员的头部或腰部，与探照灯等发光设备配合，提高探测效率。另外，该烟雾环境探测装置70也可以设置于遥控机器人或搜救犬身上，随机器人或搜救犬的移动而对火场环境进行探测。

具体的，光学接收模块71可以包括有广角镜头、鱼眼镜头，以便扩大探测区域，该光学接收模块71也可以包括有耦合透镜组，用于进一步汇聚来源于目标探测区域的光波。

光谱分光模块72具体可以选用分光器或其他具有分光功能的装置，较优的选择体积小的分光装置，以便减轻上述烟雾环境探测装置70的重量，提高便携型。

光电转换模块73可以包括CMOS感光元件，对来源于目标探测区域的光波进行转换，进而获得图像信息。

通过以上技术方案，利用400nm-1200nm之间的光波对火场环境进行探测。其中，700nm以下的可见光波段能够在火势较小的火场探测环境情况，可以探测到火场内物体的轮廓。而700nm以上的红外线及近红外线波长较长，在烟雾环境下具有较好的穿透性，能够在烟雾浓度较高的火场探测环境情况。本申请提供的方案能够根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，依据火场的实际情况调整光波波段，从而调整图像信息，以便从各个光波波段进行观测，充分了解火场环境情况。

较优的，为进一步提高图像信息的图像质量，如图8所示，上述烟雾环境探测装置80不仅可以包括光学接收模块81、光谱分光模块82，光电转换模块83，还可以包括图像处理装置84，以及图像显示装置85。

其中，图像处理装置84具体可以包括滤波装置84a和增强装置84b。其中，滤波装置84a可以采用最小均四阶矩(Least Mean Fourth,LMF)空间自适应背景预测算法实现对杂波的抑制，利用基于四阶累积量的自适应滤波器(Forth Cumulant-BasedAdaptiveFilter,FCBAF)消除高斯噪声的影响。增强装置84b可以通过Retinex超分辨率图像处理算法对得到的数字视频文件进行增强处理，使图像更加清晰，细节更加丰富。上述图像处理装置84有效地抑制了系统及背景噪声、增强图像显示效果，极大的提高了系统对火场目标的识别能力。

另外，图像显示装置85可以为显示屏，用以实时显示探测获得的图像信息，以便搜救人员对火场内突发情况进行应急处理。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种火场环境探测方法，其特征在于，所述方法包括：

汇聚来源于待探测区域的光波，所述光波的波长大于或等于400nm且小于或等于1200nm；

对所述光波进行分光；

根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，将与所述目标探测波段对应的经过分光的所述光波转化为图像信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，汇聚来源于待探测区域的光波，具体包括：

利用广角镜头的折射性能将所述待探测区域的光波汇聚至所述广角镜头后焦面，以汇聚所述来源于待探测区域的光波。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，汇聚来源于待探测区域的光波，还包括：

在利用广角镜头的折射性能将所述待探测区域的光波汇聚至所述广角镜头后焦面之后，利用耦合透镜的折射性能将汇聚至所述广角镜头后焦面的光波再次汇聚至光纤传输束的前端面，以进行分光。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，具体包括：

通过调节与经过分光的所述光波相对应的时钟输入选取目标探测波段，以获得当前火场环境的清晰的图像信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将与所述目标探测波段对应的经过分光的所述光波转化为图像信息，具体包括：

利用互补金属氧化物半导体感光元件对所述光波进行光电转换；

将经过光电转换的所述光波处理为单帧图像。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将经过光电转换的所述光波处理为单帧图像，具体包括：

利用基于四阶累积量的自适应滤波器过滤高斯噪声，提取与所述光波对应的周期信号；

将所述周期信号转化为单帧图像。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述周期信号转化为单帧图像，具体包括：

通过超分辨率图像处理算法增强所述周期信号。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将与所述目标探测波段对应的经过分光的所述光波转化为图像信息之后，还包括：

将所述图像信息发送至控制中心；

接收由所述控制中心发送的控制指令，根据所述控制指令调整所述目标探测波段。

9.权利要求1-8任意一项所述的方法，其特征在于，所述目标探测波段的最大值与最小值的差值为300nm。

10.一种火场环境探测装置，其特征在于，包括：

光学接收模块，接收来源于待探测区域的光波，所述光波的波长大于或等于400nm且小于或等于1200nm；

光谱分光模块，对所述光波进行分光；

光电转换模块，根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，将与所述目标探测波段对应的经过分光的所述光波转化为图像信息。