CN109493561A - 一种基于图像处理的火灾监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于图像处理的火灾监控系统，包括视频监控系统、中间连接设备和火眼火灾探测平台，所述视频监控系统通过中间连接设备与火眼火灾探测平台连接，所述火眼火灾探测平台包括服务器和平台架构，所述服务器连接端设有图像识别分析模块和GPS定位系统，所述图像识别分析模块连接端设有数据库，所述服务器输出端设有数据存储模块和图像报警显示模块。本发明以计算机为核心，结合光电成像技术和计算机图像处理技术，能够实时探测监控区域早期火灾产生的火焰和烟雾，能直观快速通过图像的方式快速识别火情并呈现报警区域，方便消控室核实火灾情况，便于相关人员采取最方便、快捷、高效的手段及时扑救。
Description
技术领域
本发明涉及火灾监控系统技术领域，特别涉及一种基于图像处理的火灾监控系统。
背景技术
随着经济和社会的高速发展，我国的消防事业也在快速发展着，火灾自动报警系统也有了广泛的应用。消防关系着社会以及广大人民群众的公共安全，火灾自动报警系统的重要性不言而喻。据不完全统计，每年全国范围内重要场所发生的火灾事故超过500起，事故原因主要由可燃物质堆放高度集中、布局混乱、通道不畅、火灾发现晚、报警系统不完善、老化、维护更新不及时等，无法及时发现火情并采取相应的救援措施；
传统的火灾报警系统无法做到小火苗及细烟雾的提早期报警，如完全依靠传统的火灾报警系统待报警系统触发报警时火情已经到了非常严重的地步，造成的损失将不可预估。
因此，发明一种基于图像处理的火灾监控系统来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于图像处理的火灾监控系统，通过以计算机为核心，结合光电成像技术和计算机图像处理技术，能够实时探测监控区域早期火灾产生的火焰和烟雾，能直观快速通过图像的方式快速识别火情并呈现报警区域，方便消控室核实火灾情况，便于相关人员采取最方便、快捷、高效的手段及时扑救，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于图像处理的火灾监控系统，包括视频监控系统、中间连接设备和火眼火灾探测平台，所述视频监控系统通过中间连接设备与火眼火灾探测平台连接，所述火眼火灾探测平台包括服务器和平台架构，所述服务器连接端设有图像识别分析模块和GPS定位系统，所述图像识别分析模块连接端设有数据库，所述服务器输出端设有数据存储模块和图像报警显示模块，所述图像报警显示模块输出端设有核对确认模块和显示器，所述核对确认模块输出端与服务器输入端连接，所述核对确认模块输出端设有光报警灯和播放器，所述数据存储模块输出端设有日志文件生成模块，所述日志文件生成模块输出端设有平台学习模块；
所述数据库用于存储各种火灾发生时的火眼和烟雾图片；
所述图像识别分析模块用于通过视频监控系统发送的火眼图像，根据数据库内存储的真正的火眼火灾图片进行对比分析，判断此火眼图片中的火眼和烟雾是否为火眼；
所述图像报警显示模块用于将拍摄到火眼的视频图像经显示器报警并显示，经工作人员判断是否为真正的火眼，实现可视化报警，避免误报；
所述核对确认模块用于工作人员判断为真正的火眼后进行确认，并将确认信息发送给服务器、光报警灯和播放器，服务器将此火眼图片发送给数据存储模块内进行存储，光报警灯和播放器进行声光报警；
所述数据存储模块用于存储确认为火眼的图片以及持续拍摄的视频，并将火眼图片发送给日志文件生成模块；
所述日志文件生成模块用于将接收的图片存储，并且每天上传一个日志文件夹，这些数据信息将存入平台学习模块；
所述平台学习模块用于将接收的图片进行学习，学习后将学习的结果发送给图像识别分析模块，便于下一次判断更加迅速和准确，并且通过对历史数据的学习，生成智能火灾风险预测模型，结合现有动态数据，预测未来区域内火灾风险情况。
所述GPS定位系统包括多个GPS定位器和监控场所地图生成模块，所述GPS定位器安装于每个摄像头内部；
所述监控场所地图生成模块用于将监控场所周边的物品全部记录在册，并根据摆放位置生成平面地图；
所述GPS定位系统用于在其中一个摄像头发现火眼时，快速定位周边是否有易燃易爆物品，并且计算出易燃易爆物品距离火眼的距离，然后根据火眼周边物品的易燃度判断火势蔓延至易燃物品所需的时间，进而将这些信息经服务器发送给图像报警显示模块。
优选的，所述视频监控系统包括摄像机和视频编码设备，所述摄像机内部设有光电成像器件，所述摄像机输出端与视频编码设备输入端连接，所述视频编码设备输出端与中间连接设备输入端连接，所述中间连接设备输出端与服务器输入端连接。
优选的，所述中间连接设备具体为交换机，所述交换机上设有多种软件接口，用于连接数字模式的视频监控系统或模拟方式的视频监控系统。
优选的，所述平台架构包括GPU架构和网络学习云平台。
优选的，所述火眼火灾探测平台采用两套图像模式识别技术进行识别分析，能够同时分别探测监控区域内的火焰和烟雾，并发出相应的报警信号，无论是阴燃的烟雾还是明显的火焰，都能迅速识别、快速报警。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明监控系统以计算机服务器为核心，结合光电成像技术和计算机图像处理技术，能够实时探测监控区域早期火灾产生的火焰和烟雾，能直观快速通过图像的方式快速识别火情并呈现报警区域，方便消控室核实火灾情况，便于相关人员采取最方便、快捷、高效的手段及时扑救，采用先进、兼容、安全、可靠的技术，同时考虑功能需求的变化和应用技术的快速发展，要求系统性能具有开放性、标准化、可扩展、性价比高，以此确保系统建成为技术先进、实用可靠、经济合理、具有国内外先进水平的可视图像早期火灾报警系统；
2、本发明监控系统应用场所广泛，既可作为高度超过12米的高大空间火灾报警系统的有效补充手段使用，又可应用于大型设备、生产厂房、大型仓库、特殊仓库、办公楼，博物馆、档案馆、图书馆或地铁隧道等场所，作为现有传统火灾报警系统的补充，同时适用于文博、城市轨道交通、烟草、公路隧道、仓储物流、电力、电信、金融、钢铁冶金、石油石化、铁路、民航等行业中适合安装图像报警系统的场所；
3、适用性强：本监控系统针对目前市场上普遍使用的各种型号的视频监控系统，开发了对应的多种软件接口，既有应用于数字模式的视频监控系统，也有适用于模拟方式的视频监控系统，加载方式简单，操作方便，具有广泛的适用性和兼容性；
4、探测速度快：采用先进图像模式识别技术的本发明监控系统，最快可在视频火灾图像出现的十秒之内，就能在图像上发现火焰或烟雾，同时发出火灾报警信号；而传统模式的点型感温或感烟探测器则需要探测器处的温度或烟雾浓度达到设定数量值才能报警，在一般公共场所的探测时间通常长达几分钟，相比之下，本发明监控系统的火灾探测速度远远快于常规点式火灾探测器；
5、本发明监控系统在类似场所或相同行业系统的火焰平均检测时间32秒，符合《可视图像早期火灾报警系统技术规程》的要求，处于同一场所最有利位置点安装的常规感温探测器未发出报警信号；烟雾平均检测时间为22秒，本监控系统烟雾报警后，处于同一场所最有利位置点安装的常规感烟探测器的报警时间平均值为113秒，比本监控系统的探测报警平均时间要晚91秒；
6、抗干扰能力强：本监控系统基于国际ISO标准开发，在实际应用过程中能够抵抗监控环境中的强光、弱光、闪光等各种光源干扰，排除在不同环境下的人为和场景干扰，具有强大的抗干扰能力；
7、火灾定位准确：本监控系统具有实时存储火灾报警图片的功能，当消防人员到达现场后，可根据最初的火灾图片，判断起火点和起火原因，即使火场烟雾弥漫，消防人员仍能通过回放功能，准确地找到起火部位，采取有效措施扑灭火灾；
8、同时识别火焰和烟雾：本监控系统采用了两套独立的国内首创的图像模式识别技术，能够同时分别探测监控区域内的火焰和烟雾，并发出相应的报警信号，无论是阴燃的烟雾还是明显的火焰，都能迅速识别、快速报警；
9、可视化报警：相对于传统的火灾报警系统，本监控系统的最大优势就是可视性，一般情况下，所有的火灾报警系统都存在一定的误报率，当出现火警时，由于传统的火灾报警系统无法看到火灾现场的实际情况，也就无法确定是火警还是误报，而本监控系统是在视频图像上发出的报警，消防值班人员可以根据图像很方便的确认火警或误报；
10、深度学习：本监控系统具有自我适应、自主学习、智能进化的能力，每一张报警图片、报警信息全部有效存储，每天上传一个日志文件夹，存入平台学习模块，平台学习模块将接收的图片进行学习，学习后将学习的结果发送给图像识别分析模块，便于下一次判断更加迅速和准确，并且通过对历史数据的学习，生成智能火灾风险预测模型，结合现有动态数据，预测未来区域内火灾风险等情况；
11、在其中一个摄像头发现火眼时，GPS定位系统快速定位周边是否有易燃易爆物品，并且计算出易燃易爆物品距离火眼的距离，然后根据火眼周边物品的易燃度判断火势蔓延至易燃物品所需的时间，进而将这些信息经服务器发送给图像报警显示模块，便于消防人员快速救火。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的系统结构示意图。
图3为本发明的GPS定位系统结构示意图。
图中：1视频监控系统、2中间连接设备、3火眼火灾探测平台、4服务器、5平台架构、6图像识别分析模块、7GPS定位系统、8数据库、9数据存储模块、10图像报警显示模块、11核对确认模块、12显示器、13光报警灯、14播放器、15日志文件生成模块、16平台学习模块、17GPS定位器、18监控场所地图生成模块、19摄像机、20视频编码设备。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
根据图1所示的一种基于图像处理的火灾监控系统，包括视频监控系统1、中间连接设备2和火眼火灾探测平台3，所述视频监控系统1通过中间连接设备2与火眼火灾探测平台3连接，所述火眼火灾探测平台3包括服务器4和平台架构5，所述服务器4连接端设有图像识别分析模块6和GPS定位系统7，所述图像识别分析模块6连接端设有数据库8，所述服务器4输出端设有数据存储模块9和图像报警显示模块10，所述图像报警显示模块10输出端设有核对确认模块11和显示器12，所述核对确认模块11输出端与服务器4输入端连接，所述核对确认模块11输出端设有光报警灯13和播放器14，所述数据存储模块9输出端设有日志文件生成模块15，所述日志文件生成模块15输出端设有平台学习模块16；
所述数据库8用于存储各种火灾发生时的火眼和烟雾图片；
所述图像识别分析模块6用于通过视频监控系统1发送的火眼图像，根据数据库8内存储的真正的火眼火灾图片进行对比分析，判断此火眼图片中的火眼和烟雾是否为火眼；
所述图像报警显示模块10用于将拍摄到火眼的视频图像经显示器12报警并显示，经工作人员判断是否为真正的火眼，实现可视化报警，避免误报；
所述核对确认模块11用于工作人员判断为真正的火眼后进行确认，并将确认信息发送给服务器4、光报警灯13和播放器14，服务器4将此火眼图片发送给数据存储模块9内进行存储，光报警灯13和播放器14进行声光报警；
所述数据存储模块9用于存储确认为火眼的图片以及持续拍摄的视频，并将火眼图片发送给日志文件生成模块15；
所述日志文件生成模块15用于将接收的图片存储，并且每天上传一个日志文件夹，这些数据信息将存入平台学习模块16；
所述平台学习模块16用于将接收的图片进行学习，学习后将学习的结果发送给图像识别分析模块6，便于下一次判断更加迅速和准确，并且通过对历史数据的学习，生成智能火灾风险预测模型，结合现有动态数据，预测未来区域内火灾风险情况。
所述GPS定位系统7包括多个GPS定位器17和监控场所地图生成模块18，所述GPS定位器17安装于每个摄像头内部；
所述监控场所地图生成模块18用于将监控场所周边的物品全部记录在册，并根据摆放位置生成平面地图；
所述GPS定位系统7用于在其中一个摄像头发现火眼时，快速定位周边是否有易燃易爆物品，并且计算出易燃易爆物品距离火眼的距离，然后根据火眼周边物品的易燃度判断火势蔓延至易燃物品所需的时间，进而将这些信息经服务器4发送给图像报警显示模块10。
通过以计算机服务器为核心，结合光电成像技术和计算机图像处理技术，能够实时探测监控区域早期火灾产生的火焰和烟雾，能直观快速通过图像的方式快速识别火情并呈现报警区域，方便消控室核实火灾情况，便于相关人员采取最方便、快捷、高效的手段及时扑救，采用先进、兼容、安全、可靠的技术，同时考虑功能需求的变化和应用技术的快速发展，要求系统性能具有开放性、标准化、可扩展、性价比高，以此确保系统建成为技术先进、实用可靠、经济合理、具有国内外先进水平的可视图像早期火灾报警系统。
实施例2：
根据图1所示的一种基于图像处理的火灾监控系统，
所述视频监控系统1包括摄像机19和视频编码设备20，所述摄像机19内部设有光电成像器件，所述摄像机19输出端与视频编码设备20输入端连接，所述视频编码设备20输出端与中间连接设备2输入端连接，所述中间连接设备2输出端与服务器4输入端连接；
所述中间连接设备2具体为交换机，所述交换机上设有多种软件接口，用于连接数字模式的视频监控系统1或模拟方式的视频监控系统1；
所述平台架构5包括GPU架构和网络学习云平台；
所述火眼火灾探测平台3采用两套图像模式识别技术进行识别分析，能够同时分别探测监控区域内的火焰和烟雾，并发出相应的报警信号，无论是阴燃的烟雾还是明显的火焰，都能迅速识别、快速报警。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-2，使用时，视频监控系统1采集监控场地的火眼图像，并发送给服务器4，服务器4将视频发送给图像识别分析模块6，图像识别分析模块6根据数据库8内存储的真正的火眼火灾图片进行对比分析，判断此火眼图片中的火眼和烟雾是否为火眼，若是，则发送至图像报警显示模块10，图像报警显示模块10将拍摄到火眼的视频图像经显示器12报警并显示，经工作人员判断是否为真正的火眼，工作人员判断为真正的火眼后进行确认，核对确认模块11将确认信息发送给服务器4、光报警灯13和播放器14，服务器4将此火眼图片发送给数据存储模块9内进行存储，光报警灯13和播放器14进行声光报警，进而及时灭火；
数据存储模块9存储确认为火眼的图片以及持续拍摄的视频，并将火眼图片发送给日志文件生成模块15，日志文件生成模块15将接收的图片存储，并且每天上传一个日志文件夹，这些数据信息将存入平台学习模块16，平台学习模块16将接收的图片进行学习，学习后将学习的结果发送给图像识别分析模块6，便于下一次判断更加迅速和准确，并且通过对历史数据的学习，生成智能火灾风险预测模型，结合现有动态数据，预测未来区域内火灾风险情况；
参照说明书附图3，在其中一个摄像头发现火眼时，GPS定位系统7快速定位周边是否有易燃易爆物品，并且计算出易燃易爆物品距离火眼的距离，然后根据火眼周边物品的易燃度判断火势蔓延至易燃物品所需的时间，进而将这些信息经服务器4发送给图像报警显示模块10，便于消防人员快速救火。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于图像处理的火灾监控系统，包括视频监控系统(1)、中间连接设备(2)和火眼火灾探测平台(3)，所述视频监控系统(1)通过中间连接设备(2)与火眼火灾探测平台(3)连接，其特征在于：所述火眼火灾探测平台(3)包括服务器(4)和平台架构(5)，所述服务器(4)连接端设有图像识别分析模块(6)和GPS定位系统(7)，所述图像识别分析模块(6)连接端设有数据库(8)，所述服务器(4)输出端设有数据存储模块(9)和图像报警显示模块(10)，所述图像报警显示模块(10)输出端设有核对确认模块(11)和显示器(12)，所述核对确认模块(11)输出端与服务器(4)输入端连接，所述核对确认模块(11)输出端设有光报警灯(13)和播放器(14)，所述数据存储模块(9)输出端设有日志文件生成模块(15)，所述日志文件生成模块(15)输出端设有平台学习模块(16)；
所述数据库(8)用于存储各种火灾发生时的火眼和烟雾图片；
所述图像识别分析模块(6)用于通过视频监控系统(1)发送的火眼图像，根据数据库(8)内存储的真正的火眼火灾图片进行对比分析，判断此火眼图片中的火眼和烟雾是否为火眼；
所述图像报警显示模块(10)用于将拍摄到火眼的视频图像经显示器(12)报警并显示，经工作人员判断是否为真正的火眼，实现可视化报警，避免误报；
所述核对确认模块(11)用于工作人员判断为真正的火眼后进行确认，并将确认信息发送给服务器(4)、光报警灯(13)和播放器(14)，服务器(4)将此火眼图片发送给数据存储模块(9)内进行存储，光报警灯(13)和播放器(14)进行声光报警；
所述数据存储模块(9)用于存储确认为火眼的图片以及持续拍摄的视频，并将火眼图片发送给日志文件生成模块(15)；
所述日志文件生成模块(15)用于将接收的图片存储，并且每天上传一个日志文件夹，这些数据信息将存入平台学习模块(16)；
所述平台学习模块(16)用于将接收的图片进行学习，学习后将学习的结果发送给图像识别分析模块(6)，便于下一次判断更加迅速和准确，并且通过对历史数据的学习，生成智能火灾风险预测模型，结合现有动态数据，预测未来区域内火灾风险情况。
所述GPS定位系统(7)包括多个GPS定位器(17)和监控场所地图生成模块(18)，所述GPS定位器(17)安装于每个摄像头内部；
所述监控场所地图生成模块(18)用于将监控场所周边的物品全部记录在册，并根据摆放位置生成平面地图；
所述GPS定位系统(7)用于在其中一个摄像头发现火眼时，快速定位周边是否有易燃易爆物品，并且计算出易燃易爆物品距离火眼的距离，然后根据火眼周边物品的易燃度判断火势蔓延至易燃物品所需的时间，进而将这些信息经服务器(4)发送给图像报警显示模块(10)。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的火灾监控系统，其特征在于：所述视频监控系统(1)包括摄像机(19)和视频编码设备(20)，所述摄像机(19)内部设有光电成像器件，所述摄像机(19)输出端与视频编码设备(20)输入端连接，所述视频编码设备(20)输出端与中间连接设备(2)输入端连接，所述中间连接设备(2)输出端与服务器(4)输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的火灾监控系统，其特征在于：所述中间连接设备(2)具体为交换机，所述交换机上设有多种软件接口，用于连接数字模式的视频监控系统(1)或模拟方式的视频监控系统(1)。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的火灾监控系统，其特征在于：所述平台架构(5)包括GPU架构和网络学习云平台。
5.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的火灾监控系统，其特征在于：所述火眼火灾探测平台(3)采用两套图像模式识别技术进行识别分析，能够同时分别探测监控区域内的火焰和烟雾，并发出相应的报警信号，无论是阴燃的烟雾还是明显的火焰，都能迅速识别、快速报警。
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