CN112263803A - 基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于安防系统技术领域，具体涉及基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统及控制方法。包括无人车驱动平台、自主定位导航模块、视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器、温度检测器、智能自动灭火装置、图像处理平台、判决系统、中央控制平台、数据通信模块、物联安防数据库、电源模块和安防管理平台。本发明通过分析视频图像和具体检测的数据，并结合物联安防数据库的实时检索与安防管理平台的人工判决操作，能够在火情隐患期实现精准预防。本发明具有能够实现人工实时调控和24小时随机巡视，火灾预警准确度高，场景适应度高以及高效安全的特点。
Description
技术领域
本发明属于安防系统技术领域，具体涉及基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统及控制方法。
背景技术
随着光电信息技术、微电子技术、微计算机技术与视频图像处理技术等科技的发展，传统的安防系统也正由数字化、网络化，而逐步走向智能化。智能安防系统是实施安全防范控制的重要技术手段，在当前安防需求膨胀的形势下，其在安全技术防范领域的运用也越来越广泛。城市的安防项目涵盖众多领域，例如：街道社区、楼宇建筑、银行邮局、道路监控、机动车辆、警务人员、移动物体、船只等，特别是针对重要场所，如机场、码头、水电气厂、桥梁大坝、河道、地铁等，引入物联网技术后，可以通过无线移动、跟踪定位等手段建立全方位的立体防护。上述这种智能安防系统是指在不需要人为干预的情况下，能自动实现对监控画面中的异常情况进行检测、识别，在有异常时能及时做出报警。
常见的智能安防系统广泛应用于家居、实验室、教室等区域管理。例如，申请号为CN201911274163.8的中国发明专利所述的一种家庭智能安防系统，包括用于处理数据和控制其他模块的控制模块；与控制模块连接，用于感应室内状况的感应模块；与控制模块连接，用于报警的报警模块；与控制模块连接，用于通讯的通讯模块；与控制模块连接，用于提供电能的供电模块；以及与通讯模块连接，用于输出控制指令和监控室内状况的移动终端模块。虽然相比传统家庭安防网络实现了无线控制，简单方便，但是，在实时监测方面，通常是根据实地考察的地形采用固定的设备装置，存在很多的弊端，无法满足快速、机动监测的需求，对于死角和偶尔物体遮挡等因素所造成的不可视隐患无法进行检测。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中，现有的安防系统在实时监测方面，需要根据实地考察的地形采用固定的设备装置，无法满足快速、机动监测的需求，同时对于死角和偶尔物体遮挡等因素所造成的不可视隐患无法进行检测的问题，提供了一种能够实现人工实时调控和24小时随机巡视，场景适应度高，高效安全的基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统及控制方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统，包括无人车驱动平台、自主定位导航模块、视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器、温度检测器、智能自动灭火装置、图像处理平台、判决系统、中央控制平台、数据通信模块和电源模块；所述图像处理平台分别与视频图像采集装置和红外热成像仪器电连接；所述判决系统分别与图像处理平台、烟雾检测器和温度检测器电连接；所述数据通信模块分别与判决系统和中央控制平台电连接；所述中央控制平台分别与无人车驱动平台和智能自动灭火装置电连接；所述无人车驱动平台分别与自主定位导航模块和电源模块电连接；所述无人车驱动平台，用作承载平台，并根据中央控制平台的指令进行移动操作；所述判决系统，通过分析视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器和温度检测器采集的数据，实现人像检测和火焰识别与定位。
作为优选，本发明还包括物联安防数据库和安防管理平台；所述安防管理平台分别与数据通信模块、判决系统和中央控制平台电连接；所述数据通信模块和安防管理平台均与物联安防数据库电连接。
作为优选，所述视频图像采集装置包括用于实时的场景地图采集以进行路径规划和更新场景地图、人脸数据采集以进行记录并检测外来人员、火焰识别以进行火情的实时检测。
作为优选，所述视频图像采集装置采用可旋转式的双目摄像头，用于采集周围图片数据或实时视频数据。
作为优选，所述智能自动灭火装置，包括水炮灭火器或干粉灭火器，用于根据中央控制平台的指令进行自动定位并实现初步灭火。
作为优选，所述无人车驱动平台，用于承载自主定位导航模块、视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器、温度检测器、智能自动灭火装置、图像处理平台、中央控制平台、数据通信模块和电源模块，并根据中央控制平台的指令进行移动操作。
本发明还提供了基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统的控制方法，包括以下步骤：
S1，启动无人车，使无人车驱动平台、自主定位导航模块、视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器、温度检测器、图像处理平台、判决系统、中央控制平台、数据通信模块、物联安防数据库、电源模块和安防管理平台均处于工作状态；
S2，无人车按照自主规划的路径或者安防管理平台的指定路径进行巡视，判决系统始终监测温度检测器的温度数据，若温度检测器检测到的数据有超过设定的温度阈值的，则立即跳转到步骤S3；若温度检测器检测到的数据均处于设定的温度阈值以下，则无人车按照计划进行实时场景巡视任务；
S3，判决系统通过向中央控制平台发送指令使无人车停止当前移动操作，同时获取烟雾检测器的烟雾浓度数据，若烟雾检测器检测到的数据有超过设定的烟雾阈值的，则立即跳转到步骤S4；若烟雾检测器检测到的数据均处于设定的烟雾阈值以下，立即跳转到步骤S5；
S4，通过数据通信模块反馈给安防管理平台已发生火情的信息及地图位置信息，同时控制红外热成像仪器观测无人车四周的情况，并获取红外热成像仪器传给图像处理平台的数据，通过将获得的图像数据中，热量值由外层向内层逐渐降低的区域作为疑似火焰图像区域提取出来，对比视频图像采集装置所传给图像处理平台的场景图像进行定位，用于所述判决系统的定位发生火情的位置，并立即跳转到步骤S6；
S5，控制视频图像采集装置进行观测无人车四周的情况，并将视频图像数据通过数据通信模块，反馈给安防管理平台当前无人车的具体位置及发生异常的实时视频图像信息，交由人工判决；
S6，中央控制平台控制智能自动灭火装置调整至发生火情的位置，进行初步灭火，同时通过数据通信模块反馈给安防管理平台火情的具体位置及实时图像信息。
作为优选，本发明还提供了识别人像与实时更新的方法，包括以下步骤：
判决系统若判决由视频图像采集装置传给图像处理平台的图像中识别出人像，则采集当前人脸图像数据，提取人脸信息特征通过数据通信模块传至物联安防数据库进行检索比对；若当前人脸图像数据未匹配到相关数据，则储存当前人脸图像数据，并反馈给安防管理平台以未识别人脸信息及当前人脸图像，交由人工判决，若存在数据匹配记录，则根据设定计划继续进行相关操作。
作为优选，所述物联安防数据库的数据由判决系统的传输、网络的自动更新及安防管理平台的人工输入采集获取。
本发明与现有技术相比，有益效果是：(1)本发明采用无人车平台融合实时场景巡视和自动检测灭火方式来实现智能安防系统，有效地满足了快速、机动监测的需求，对于死角和偶尔物体遮挡等因素所造成的不可视隐患也能够做到实时监测；(2)本发明中的判决系统所提供的一种精确识别并定位火情的方法，能够在火情隐患期实现精准预防，火灾预警准确度高，误报率低，提高了消防警报的效率，同时能够实时记录视频图像并通过网络互联人工复检，安全高效；(3)本发明还包括物联安防数据库和安防管理平台，物联安防数据库可以记录、存储和更新实时场景地图、人脸数据库等数据信息，方便查看和记录人员出入情况和场景实时情况，同时，安防管理平台可以进行人工控制无人车移动到指定位置或指定巡逻路线进行查看和监测，灵活性高。
附图说明
图1为本发明中基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统的一种原理框图；
图2为本发明用于实时场景巡视的一种流程图；
图3为本发明用于自动检测灭火的一种流程图；
图4为本发明中基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统的控制方法的一种流程图。
图中：无人车驱动平台1、自主定位导航模块2、视频图像采集装置3、红外热成像仪器4、烟雾检测器5、温度检测器6、智能自动灭火装置7、图像处理平台8、判决系统9、中央控制平台10、数据通信模块11、物联安防数据库12、电源模块13、安防管理平台14。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
实施例1：
如图1所示，基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统，包括无人车驱动平台1、自主定位导航模块2、视频图像采集装置3、红外热成像仪器4、烟雾检测器5、温度检测器6、智能自动灭火装置7、图像处理平台8、判决系统9、中央控制平台10、数据通信模块11、电源模块13、物联安防数据库12和安防管理平台14；所述图像处理平台分别与视频图像采集装置和红外热成像仪器电连接；所述判决系统分别与图像处理平台、烟雾检测器和温度检测器电连接；所述数据通信模块分别与判决系统和中央控制平台电连接；所述中央控制平台分别与无人车驱动平台和智能自动灭火装置电连接；所述无人车驱动平台分别与自主定位导航模块和电源模块电连接；所述安防管理平台分别与数据通信模块、判决系统和中央控制平台电连接；所述数据通信模块和安防管理平台均与物联安防数据库电连接；所述判决系统，通过分析视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器和温度检测器采集的数据，实现人像检测和火焰识别与定位。
其中，所述无人车驱动平台，用于承载自主定位导航模块、视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器、温度检测器、智能自动灭火装置、图像处理平台、中央控制平台、数据通信模块和电源模块，可根据中央控制平台的指令进行基础的移动操作。
所述自主定位导航模块，集成了基于激光雷达的同步定位与建图及配套的路径规划功能，通过实时获取的高精度无人车位置信息与环境地图数据，支持超声波传感器、防跌落传感器、碰撞传感器等多种传感器，利用上述数据与视频图像采集装置的数据相融合，实现无人车的智能导航与环境障碍物规避能力。
所述视频图像采集装置，用于采集实时场景图像和人脸图像数据，将采集的场景及人脸图像数据发送给图像处理平台，输出的实时场景地图和人脸图像数据发送给判决系统，通过数据通信模块与物联安防数据库互联以实时储存和更新数据；视频图像采集装置还能够用于火焰识别以进行火情的实时检测。
所述视频图像采集装置采用可旋转式的双目摄像头，用于采集周围图片数据或实时视频数据；若遇到人则利用图像处理平台的算法对人像进行识别，再经过物联安防数据库进行检索，若实时采集视频数据，则通过数据通信模块传至云端的物联安防数据库进行存储，实现智能监控。
所述红外热成像仪器，通过非接触探测红外热量，将其转换生成热图像和温度值，并发送给图像处理平台，将探测到的热量精确量化，通过将获得的图像中热量值由外层向内层逐渐降低的区域作为疑似火焰图像区域提取出来，对比视频图像采集装置所传给图像处理平台的场景图像进行定位，用于所述判决系统的定位发生火情的位置。
所述烟雾检测器，可一个或多个配置在无人车的整体装置的四周，通过检测当前环境的烟雾浓度，获得的数据用于判决系统的检测和定位发生火情的部位。
所述温度检测器，同样可一个或多个配置在无人车的整体装置的四周，通过检测当前环境的温度，获得的数据用于判决系统的检测和定位发生火情的部位。
所述智能自动灭火装置，包括水炮灭火器或干粉灭火器，但配置不限于水炮、干粉灭火器等装置，用于根据中央控制平台的指令进行自动定位并实现初步灭火的功能。
所述图像处理平台，用于视频采集装置和红外热成像仪器的图像处理和火焰识别。
所述判决系统，负责人像检测和火焰识别与定位，通过数据通信模块将所有数据储存于物联安防数据库。
所述中央控制平台，用于无人车驱动平台的基础移动控制、烟雾检测器和温度检测器的信号检测、智能自动灭火装置的定点控制和图像处理平台的图像数据处理，通过数据通信模块接收来自安防管理平台的控制信令执行功能操作。
所述数据通信模块，用于数据通信功能。
所述物联安防数据库，用于记录、存储和更新实时场景地图、人脸数据库等数据信息。
所述电源模块，用于供给所承载的自主定位导航模块、视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾报警器、温度监测器、智能自动灭火装置、图像处理平台、中央控制平台和数据通信模块的电源。
所述安防管理平台，用于人工复检和对整个系统进行实时控制。
如图2所示，本发明用于实时场景巡视的具体步骤如下：
所述的无人车驱动平台通过获取物联安防数据库的初始地图和视频图像采集装置采集的图像，经过图像处理平台的图像识别过程，来进行自身定位并返回实时场景并将实时场景视频存储在物联安防数据库，若判决系统判决当前位置场景与物联安防数据库存储过的场景不同，则进行场景重定义并存储；若一致，则按照安防管理平台指定的巡视路线进行实时巡视；若判决系统判决图像处理平台经过识别出人像时，将人像数据传至物联安防数据库进行比对，检测出是否有外人入内。
其中，物联安防数据库可由实时场景的数据更新和安防管理平台的人工操作进行数据的修改，安防管理平台可随时查看物联安防数据库的存储的数据。
又如图3所示，本发明用于自动检测灭火的具体步骤如下：
所述的视频图像采集装置采集的图像经过图像处理平台的火灾图像识别技术的处理，与红外成像仪器所生成的热图像、温度检测器和烟雾检测器的检测信号相融合，结合物联安防数据库的实时检索与安防管理平台的人工判决操作，逐步多次条件决策，判断是否发生火灾并精确定位火灾所发生的位置，进而中央控制平台控制智能自动灭火装置进行初步灭火。
基于实施例1，本发明还提供了基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统的控制方法，如图4所示，包括以下步骤：
S1，启动无人车，使无人车驱动平台、自主定位导航模块、视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器、温度检测器、图像处理平台、判决系统、中央控制平台、数据通信模块、物联安防数据库、电源模块和安防管理平台均处于工作状态；
S2，无人车按照自主规划的路径或者安防管理平台的指定路径进行巡视，判决系统始终监测温度检测器的温度数据，若温度检测器检测到的数据有超过设定的温度阈值的，则立即跳转到步骤S3；若温度检测器检测到的数据均处于设定的温度阈值以下，则无人车按照计划进行实时场景巡视任务；
S3，判决系统通过向中央控制平台发送指令使无人车停止当前移动操作，同时获取烟雾检测器的烟雾浓度数据，若烟雾检测器检测到的数据有超过设定的烟雾阈值的，则立即跳转到步骤S4；若烟雾检测器检测到的数据均处于设定的烟雾阈值以下，立即跳转到步骤S5；
S4，通过数据通信模块反馈给安防管理平台已发生火情的信息及地图位置信息，同时控制红外热成像仪器观测无人车四周的情况，并获取红外热成像仪器传给图像处理平台的数据，通过将获得的图像数据中，热量值由外层向内层逐渐降低的区域作为疑似火焰图像区域提取出来，对比视频图像采集装置所传给图像处理平台的场景图像进行定位，用于所述判决系统的定位发生火情的位置，并立即跳转到步骤S6；
S5，控制视频图像采集装置进行观测无人车四周的情况，并将视频图像数据通过数据通信模块，反馈给安防管理平台当前无人车的具体位置及发生异常的实时视频图像信息，交由人工判决；
S6，中央控制平台控制智能自动灭火装置调整至发生火情的位置，进行初步灭火，同时通过数据通信模块反馈给安防管理平台火情的具体位置及实时图像信息。
另外，本发明还提供了识别人像与实时更新的方法，包括以下步骤：
判决系统若判决由视频图像采集装置传给图像处理平台的图像中识别出人像，则采集当前人脸图像数据，提取人脸信息特征通过数据通信模块传至物联安防数据库进行检索比对；若当前人脸图像数据未匹配到相关数据，则储存当前人脸图像数据，并反馈给安防管理平台以未识别人脸信息及当前人脸图像，交由人工判决，若存在数据匹配记录，则根据设定计划继续进行相关操作。
其中，所述物联安防数据库的数据由判决系统的传输、网络的自动更新及安防管理平台的人工输入采集获取。
本发明中的无人车驱动平台作为基础移动装置，判决系统内设置有用于精确识别并定位火情的方法，通过分析视频图像采集装置与红外热成像仪器、烟雾检测器、温度检测器四者的数据，结合物联安防数据库的实时检索与安防管理平台的人工判决操作，逐步多次条件决策，能够在火情隐患期实现精准预防。
本发明采用高机动性的无人车结合精确识别火情的判决系统，实时性好，火灾预警准确度高，误报率低，提高了消防警报的效率，同时自主场景巡视能够实时记录视频图像并通过网络互联人工复检，安全高效。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统，其特征在于，包括无人车驱动平台、自主定位导航模块、视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器、温度检测器、智能自动灭火装置、图像处理平台、判决系统、中央控制平台、数据通信模块和电源模块；所述图像处理平台分别与视频图像采集装置和红外热成像仪器电连接；所述判决系统分别与图像处理平台、烟雾检测器和温度检测器电连接；所述数据通信模块分别与判决系统和中央控制平台电连接；所述中央控制平台分别与无人车驱动平台和智能自动灭火装置电连接；所述无人车驱动平台分别与自主定位导航模块和电源模块电连接；所述无人车驱动平台，用作承载平台，并根据中央控制平台的指令进行移动操作；所述判决系统，通过分析视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器和温度检测器采集的数据，实现人像检测和火焰识别与定位。
2.根据权利要求1所述的基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统，其特征在于，还包括物联安防数据库和安防管理平台；所述安防管理平台分别与数据通信模块、判决系统和中央控制平台电连接；所述数据通信模块和安防管理平台均与物联安防数据库电连接。
3.根据权利要求1所述的基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统，其特征在于，所述视频图像采集装置包括用于实时的场景地图采集以进行路径规划和更新场景地图、人脸数据采集以进行记录并检测外来人员、火焰识别以进行火情的实时检测。
4.根据权利要求3所述的基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统，其特征在于，所述视频图像采集装置采用可旋转式的双目摄像头，用于采集周围图片数据或实时视频数据。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统，其特征在于，所述智能自动灭火装置，包括水炮灭火器或干粉灭火器，用于根据中央控制平台的指令进行自动定位并实现初步灭火。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统，其特征在于，所述无人车驱动平台，用于承载自主定位导航模块、视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器、温度检测器、智能自动灭火装置、图像处理平台、中央控制平台、数据通信模块和电源模块，并根据中央控制平台的指令进行移动操作。
7.基于权利要求2所述的基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，启动无人车，使无人车驱动平台、自主定位导航模块、视频图像采集装置、红外热成像仪器、烟雾检测器、温度检测器、图像处理平台、判决系统、中央控制平台、数据通信模块、物联安防数据库、电源模块和安防管理平台均处于工作状态；
S2，无人车按照自主规划的路径或者安防管理平台的指定路径进行巡视，判决系统始终监测温度检测器的温度数据，若温度检测器检测到的数据有超过设定的温度阈值的，则立即跳转到步骤S3；若温度检测器检测到的数据均处于设定的温度阈值以下，则无人车按照计划进行实时场景巡视任务；
S3，判决系统通过向中央控制平台发送指令使无人车停止当前移动操作，同时获取烟雾检测器的烟雾浓度数据，若烟雾检测器检测到的数据有超过设定的烟雾阈值的，则立即跳转到步骤S4；若烟雾检测器检测到的数据均处于设定的烟雾阈值以下，立即跳转到步骤S5；
S4，通过数据通信模块反馈给安防管理平台已发生火情的信息及地图位置信息，同时控制红外热成像仪器观测无人车四周的情况，并获取红外热成像仪器传给图像处理平台的数据，通过将获得的图像数据中，热量值由外层向内层逐渐降低的区域作为疑似火焰图像区域提取出来，对比视频图像采集装置所传给图像处理平台的场景图像进行定位，用于所述判决系统的定位发生火情的位置，并立即跳转到步骤S6；
S5，控制视频图像采集装置进行观测无人车四周的情况，并将视频图像数据通过数据通信模块，反馈给安防管理平台当前无人车的具体位置及发生异常的实时视频图像信息，交由人工判决；
S6，中央控制平台控制智能自动灭火装置调整至发生火情的位置，进行初步灭火，同时通过数据通信模块反馈给安防管理平台火情的具体位置及实时图像信息。
8.根据权利要求7所述的基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统的控制方法，其特征在于，还包括识别人像与实时更新的方法，包括以下步骤：
判决系统若判决由视频图像采集装置传给图像处理平台的图像中识别出人像，则采集当前人脸图像数据，提取人脸信息特征通过数据通信模块传至物联安防数据库进行检索比对；若当前人脸图像数据未匹配到相关数据，则储存当前人脸图像数据，并反馈给安防管理平台以未识别人脸信息及当前人脸图像，交由人工判决，若存在数据匹配记录，则根据设定计划继续进行相关操作。
9.根据权利要求7或8所述的基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统的控制方法，其特征在于，所述物联安防数据库的数据由判决系统的传输、网络的自动更新及安防管理平台的人工输入采集获取。
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| CN202011153833.3A CN112263803A (zh) | 2020-10-26 | 2020-10-26 | 基于实时场景巡视和自动检测灭火的无人车智能安防系统及控制方法 |
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2020
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