CN116196573A - 一种车用消防系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车用消防系统及方法，涉及车用消防领域，包括：车辆的发动机舱内安装有多个一级监测装置和多个二级监测装置，以及多个与一级监测装置位置对应的消防装置；则车用消防系统包括：预警监测模块，用于根据一级监测装置监测得到的实时环境数据处理得到预警信号；火焰监测模块，连接预警监测模块，用于根据预警信号控制各二级监测装置监测得到火焰图像和热成像图像，并根据火焰图像和热成像图像处理得到火灾等级；消防模块，连接火焰监测模块和车辆的车机系统，用于根据火灾等级和实时车辆状态控制消防装置进行灭火。有益效果是能够根据多个因素准确预警，并结合火焰图像和热成像图像准确确定火灾等级并控制消防装置灭火保证人身安全。

Description

一种车用消防系统及方法

技术领域

本发明涉及车用消防技术领域，尤其涉及一种车用消防系统及方法。

背景技术

导致车辆自燃的原因有很多，例如：汽车的油路出现问题，造成漏油、漏液；车辆电线老化或者接驳不当造成短路或产生火花；由于高温引起易燃物品的燃烧；由于车辆撞击，或者机件故障引起火灾；夏季高温加上发动机高温，导致高温而自燃。

车辆自燃之前会有高温、烟雾、有害气体等产生，车辆起火后，在发动机舱等驾驶员观察不到的位置，无法在火势较小时察觉，也无法准确的判断火势大小，导致不能第一时间做出灭火处理，需要一种车用消防系统在起火前预警，并在起火后及时告知车主实时火势并灭火。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种车用消防系统，车辆的发动机舱内安装有多个一级监测装置和多个二级监测装置，以及多个与所述一级监测装置位置对应的消防装置；则所述车用消防系统包括：

预警监测模块，用于根据所述一级监测装置监测得到的实时环境数据处理得到预警信号；

火焰监测模块，连接所述预警监测模块，用于根据所述预警信号控制各所述二级监测装置监测得到火焰图像和热成像图像，并根据所述火焰图像和所述热成像图像处理得到火灾等级；

消防模块，连接所述火焰监测模块和所述车辆的车机系统，用于根据所述火灾等级和实时车辆状态控制所述消防装置进行灭火。

优选的，所述一级监测装置包括温度传感器、烟雾传感器和气体传感器，则所述实时环境数据包括实时温度、烟雾浓度和气体浓度；则所述预警监测模块包括：

温度预警单元，用于判断所述温度传感器监测得到的所述实时温度大于预设的温度阈值时生成温度预警信号；

烟雾预警单元，用于判断所述烟雾传感器监测得到的所述烟雾浓度大于预设的烟雾浓度阈值时生成烟雾预警信号；

气体预警单元，用于判断所述气体传感器监测得到的所述气体浓度大于预设的气体浓度阈值时生成气体预警信号；

预警单元，连接所述温度预警单元、所述烟雾预警单元和所述气体预警单元，用于在接收到所述温度预警信号、所述烟雾预警信号和所述气体预警信号中至少任意两种时生成所述预警信号。

优选的，所述二级监测装置包括火焰监测器和热成像仪；则所述火焰监测模块包括：

图像获取单元，用于根据所述预警信号控制所述火焰监测器持续监测得到所述火焰图像，以及控制所述热成像仪持续监测得到所述热成像图像；

区域标记单元，连接所述图像获取单元，用于标记出所述火焰图像中的焰心区域和所述热成像图像中的高温区域；

区域确定单元，连接所述区域标记单元，用于将同一时刻采集得到的所述热成像图像和所述火焰图像重叠，并将所述焰心区域和所述高温区域的重叠区域作为起火区域；

等级确定单元，连接所述区域确定单元，用于处理得到所述起火区域在所述火焰图像中的区域占比，并根据所述区域占比处理得到所述火灾等级。

优选的，所述区域标记单元包括：

图像处理子单元，用于将所述火焰图像和所述热成像图像转化为灰度火焰图像和灰度热成像图像；

第一区域标记子单元，连接所述图像处理子单元，用于将所述灰度火焰图像输入预先训练得到的焰心区域识别模型标记出所述焰心区域；

第二区域标记子单元，连接所述图像处理子单元，用于将所述灰度热成像图像输入预先训练得到的高温区域识别模型标记出所述高温区域。

优选的，所述消防模块包括：

状态获取单元，用于从所述车机系统获取所述车辆的所述实时车辆状态；

灭火单元，连接所述状态获取单元，用于在所述火灾等级表示起火并且所述实时车辆状态表示未处于行驶状态时控制所述消防装置进行灭火，以及在所述火灾等级表示起火并且所述实时车辆状态表示处于行驶状态时向驾驶员提示灭火倒计时，在所述灭火倒计时结束前未接收到所述车机系统反馈的取消灭火信号则控制所述消防装置进行灭火。

优选的，还包括警报模块，连接所述预警监测模块和所述火焰监测模块，用于根据所述预警信号和所述火灾等级发出对应的警报提示。

优选的，所述警报模块包括：

预警单元，用于根据所述预警信号通过所述车机系统向乘客发出预警语音并展示所述实时环境数据；

一级警报单元，用于在所述火灾等级大于预设的第一等级阈值时通过所述车机系统发出警报语音并展示所述火焰图像；

二级警报单元，用于在所述火灾等级大于预设的第二等级阈值时打开所述车辆的双闪警报灯；

三级警报单元，用于在所述火灾等级大于预设的第三等级阈值时连接消防报警平台并发送实时定位。

优选的，还包括远程预警模块，连接所述预警监测模块和所述火焰监测模块和远程终端，用于根据所述预警信号和所述火灾等级通过所述远程终端向车主发出警报提示。

优选的，还包括存储模块和故障部件确定模块；

所述存储模块用于存储预先配置的车辆部件总览图；

故障部件确定模块连接所述火焰监测模块和所述存储模块，用于根据所述车辆部件总览图和所述火焰图像中的所述起火区域对比得到起火的车辆部件并告知车主。

本发明还提供一种车用消防方法，应用于上述的车用消防系统，包括：

步骤S1，所述车用消防系统控制各所述一级监测装置监测得到的所述实时环境数据并判断是否存在火灾隐患：

若是，则转向步骤S2；

若否，则返回步骤S1；

步骤S2，所述车用消防系统控制各所述二级监测装置监测得到火焰图像和热成像图像，并根据所述火焰图像和所述热成像图像处理得到火灾等级；

步骤S3，所述车用消防系统根据所述火灾等级和实时车辆状态控制所述消防装置进行灭火。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1)在通过一级监测装置监测实时环境数据实现对火灾的预警，并在有起火可能时控制二级监测装置进一步通过图像识别判定是否起火并根据火势大小确定火灾等级；

2)一级监测装置监测温度、烟雾和气体等多个因素，并将各因素结合判断进行预警，避免单个因素导致的误判，提供预警准确性；

3)二级监测装置监测得到火焰图像和物体表面的热成像图像，将火焰图像中的焰心区域和热成像图像中的高温区域重叠区域作为起火区域以确定火灾等级，减小了高温环境下仅根据火焰图像和热成像图像中其中一个判断火势的误差。

附图说明

图1为本发明的较佳的实施例中，一种车用消防系统的结构示意图；

图2为本发明的较佳的实施例中，一种车用消防方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。

本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种车用消防系统，车辆的发动机舱内安装有多个一级监测装置1和多个二级监测装置2，以及多个与一级监测装置1位置对应的消防装置3；如图1所示，则车用消防系统包括：

预警监测模块100，用于根据一级监测装置1监测得到的实时环境数据处理得到预警信号；

火焰监测模块200，连接预警监测模块100，用于根据预警信号控制各二级监测装置2监测得到火焰图像和热成像图像，并根据火焰图像和热成像图像处理得到火灾等级；

消防模块300，连接火焰监测模块200和车辆的车机系统4，用于根据火灾等级和实时车辆状态控制消防装置3进行灭火。

具体的，本实施例中，因为在车辆由于起火前和起火初期可能不会产生明火，但常常会产生高温、烟雾以及一氧化碳等有害气体，所以在车辆发动机舱的位置安装有一级监测装置1用于监测实时环境数据，也可以在燃油管路、电器电路等容易起火的位置安装一级监测装置1和二级监测装置2，当实时环境数据超过设定的阈值时则表示有起火的可能，此时发出预警并启动二级监测装置2进行监测车辆内部的火焰图像和热成像图像，基于火焰图像和热成像图像判断车辆内部是否起火，并确定当前的火灾等级，进一步根据火灾等级和车辆状态控制消防装置3进行灭火，本发明提供的车用消防系统，可以在车辆起火前进行预警；并进一步确认是否起火，避免夏季高温或环境中的烟雾、气体对一级监测装置1的影响导致对火情的误判；以及在起火后实时判断当前的火势并第一时间根据实时车辆状态进行灭火，减小对火势判断不准确导致的财产损失和人身安全危害。

本发明的较佳的实施例中，如图1所示，一级监测装置1包括温度传感器11、烟雾传感器12和气体传感器13，则实时环境数据包括实时温度、烟雾浓度和气体浓度；则预警监测模块100包括：

温度预警单元110，用于判断温度传感器监测得到的实时温度大于预设的温度阈值时生成温度预警信号；

烟雾预警单元120，用于判断烟雾传感器监测得到的烟雾浓度大于预设的烟雾浓度阈值时生成烟雾预警信号；

气体预警单元130，用于判断气体传感器监测得到的气体浓度大于预设的气体浓度阈值时生成气体预警信号；

预警信号单元140，连接温度预警单元10、烟雾预警单元120和气体预警单元130，用于在接收到温度预警信号、烟雾预警信号和气体预警信号中至少任意两种时生成预警信号。

具体的，本实施例中，由于起火前和起火初期可能不会产生明火，但常常会产生高温、烟雾以及一氧化碳等有害气体，所以一级监测装置1中分别设置了对应的温度传感器11、烟雾传感器12、气体传感器13，用于判断实时环境中是否有高温、烟雾或有害气体产生。

因为天气因素对于温度有一定的影响，空气的流通对于烟雾浓度和气体浓度也有一定的影响，导致只依据其中一个因素判断是否可能起火就会有较大的误差，所以需要将这三个因素结合判断以减小误差，本实施例中优选采用任意两种因素超过阈值的方式判定，也可以根据实际需要采用三种因素均超过阈值的方式判定。

本发明的较佳的实施例中，如图1所示，二级监测装置2包括火焰监测器21和热成像仪22；则火焰监测模块200包括：

图像获取单元210，用于根据预警信号控制火焰监测器21持续监测得到火焰图像，以及控制热成像22仪持续监测得到热成像图像；

区域标记单元220，连接图像获取单元210，用于标记出火焰图像中的焰心区域和热成像图像中的高温区域；

区域确定单元230，连接区域标记单元220，用于将同一时刻采集得到的热成像图像和火焰图像重叠，并将焰心区域和高温区域的重叠区域作为起火区域；

等级确定单元240，连接区域确定单元230，用于处理得到起火区域在火焰图像中的区域占比，并根据区域占比处理得到火灾等级。

具体的，本实施例中，现有技术中常采用图像识别技术识别火焰轮廓的方式判定火势的大小，但由于火焰的形态处于持续变化中，火焰轮廓忽大忽小以至于会有较大的误差；为了减小误差，本发明中采将热成像图像和火焰图像结合的方式识别起火区域的面积大小；由于物体起火位置的温度高于周边位置的温度，并且火焰的焰心位置基本对应物体的起火位置，所以将热成像图像中的高温区域和火焰图像中的焰心区域重叠作为物体的起火区域，既可以减小热辐射对热成像仪22的影响导致的误差，又可以减小火焰变化对火焰监测器21的影响导致的误差，做到对起火区域的准确识别，进一步根据起火区域在火焰图像中的占比分别判定为不同的火灾等级，以在后续控制过程中做出不同的响应。

本发明的较佳的实施例中，如图1所示，区域标记单元220包括：

图像处理子单元221，用于将火焰图像和热成像图像转化为灰度火焰图像和灰度热成像图像；

第一区域标记子单元222，连接图像处理子单元221，用于将灰度火焰图像输入预先训练得到的焰心区域识别模型标记出焰心区域；

第二区域标记子单元223，连接图像处理子单元221，用于将灰度热成像图像输入预先训练得到的高温区域识别模型标记出高温区域。

具体的，本实施例中，分别通过焰心区域识别模型和高温区域识别模型标记出火焰图像中的焰心区域和热成像图像中的高温区域。

焰心区域识别模型依据火焰图像中各部分的明度划分出外焰、内焰和焰心区域，并将焰心区域标记；热成像图像中温度越高的区域明度越高，高温区域识别模型依据热成像中各部分的明度划分出不同温度区域，可以采用现有技术中的焰心区域识别模型和高温区域识别模型实现，具体的实现原理和模型构造过程此处不在赘述。

本发明的较佳的实施例中，如图1所示，消防模块300包括：

状态获取单元310，用于从车机系统获取车辆的实时车辆状态；

灭火单元320，连接状态获取单元310，用于在火灾等级表示起火并且实时车辆状态表示未处于行驶状态时控制消防装置进行灭火，以及在火灾等级表示起火并且实时车辆状态表示处于行驶状态时向驾驶员提示灭火倒计时，在灭火倒计时结束前未接收到车机系统4反馈的取消灭火信号则控制消防装置进行灭火。

具体的，本实施例中，为了避免在车辆行驶状态下灭火影响驾驶员的驾驶，在第二监测装置2监测到起火时，还需要根据实时车辆状态判定车辆是否在行驶状态中，当车辆未在行驶，此时可以直接控制消防装置3灭火；当车辆在行驶中时，此时通过车机系统4提示驾驶员将在灭火倒计时结束后开始灭火，驾驶员可以依据周边环境和自主意识判断是否需要灭火，若驾驶员在灭火倒计时结束前没有取消灭火则控制消防装置3进行灭火。

本发明的较佳实施例中，如图1所示，还包括警报模块400，连接预警监测模块100和火焰监测模块200，用于根据预警信号和火灾等级发出对应的警报提示。

本发明的较佳实施例中，如图1所示，警报模块400包括：

预警单元410，用于根据预警信号通过车机系统向乘客发出预警语音并展示实时环境数据；

一级警报单元420，用于在火灾等级大于预设的第一等级阈值时通过车机系统发出警报语音并展示火焰图像；

二级警报单元430，用于在火灾等级大于预设的第二等级阈值时打开车辆的双闪警报灯；

三级警报单元440，用于在火灾等级大于预设的第三等级阈值时连接消防报警平台并发送实时定位。

具体的，本实施例中，还实时根据预警信号和火灾等级发出警报以提醒驾驶员、周边车辆以及消防队，发出警报与是否灭火无关联，无论本发明的车用消防系统是否控制消防装置3灭火，都根据预警信号和火灾等级发出警报。

当只有一级监测装置1监测到有起火的可能且火灾等级不大于第一等级阈值时(例如一级监测装置1监测到车辆内的实时温度高于80摄氏度且监测到有烟雾，但是二级监测装置2并未发现起火区域，则将火灾等级判定为零级)，通过播报预警语音并展示实时温度、烟雾浓度和气体浓度的方式提示驾驶员有起火的可能，需要驾驶员进行排查。

当一级监测装置1监测到有起火的可能并且火灾等级大于第一等级阈值(例如一级监测装置1监测到车辆内的实时温度高于80摄氏度且监测到有烟雾，并且二级监测装置2监测到小面积起火，面积占比超过第一等级但不超过第二等级对应的占比阈值)，通过在车机系统4上播报警报语音并展示火焰图像，提示驾驶员车辆已经起火需要立刻离开车辆。

进一步的，在一级监测装置1监测到有起火的可能并且火灾等级大于第二等级阈值(例如一级监测装置1监测到车辆内的实时温度高于80摄氏度、有烟雾产生且监测到有害气体浓度过高，并且二级监测装置2监测到较多面积起火，面积占比超过第二等级但不超过第三等级对应的占比阈值)，通过在车机系统4上播报警报语音并展示火焰图像，提示驾驶员车辆已经起火需要立刻离开车辆；此时还控制车辆打开双闪，以向周边的人员发出提醒。

进一步的，在一级监测装置1监测到有起火的可能并且火灾等级大于第三等级阈值(例如一级监测装置1监测到车辆内的实时温度高于80摄氏度有烟雾产生且监测到有害气体浓度过高，并且二级监测装置2监测到较多面积起火，面积占比超过第三等级对应的占比阈值)，通过车机系统4上播报警报语音并在展示火焰图像，提示驾驶员车辆已经起火需要立刻离开车辆；此时还控制车辆打开双闪，以向周边的人员发出提醒；还连接消防报警平台进行报警并发送实时位置，呼叫消防救援。

本发明的较佳实施例中，如图1所示，还包括远程预警模块500，连接预警监测模块100和火焰监测模块200和远程终端5，用于根据预警信号和火灾等级通过远程终端5向车主发出警报提示。

具体的，本实施例中，当车主在车辆中时，主要通过车内的车机系统4向车主发出警报；但车主不在车辆附近时，还可以向车主的远程终端5设备发送警报实现远程预警。

本发明的较佳的实施例中，如图1所示，还包括存储模块600和故障部件确定模块700；

存储模块600用于存储预先配置的车辆部件总览图；

故障部件确定模块700连接火焰监测模块200和存储模块600，用于根据车辆部件总览图和火焰图像中的起火区域对比得到起火的车辆部件并告知车主。

具体的，本实施例中，还预先存储有车辆部件总览图，标注了各个位置对应的车辆部件，根据第二监测装置2中监测的火焰图像中的起火区域与车辆部件总览图进行对比，可以对比出是哪些部件有损坏，便于在后续对车辆的维修和故障排查时确定故障或起火的部件。

本发明还提供一种车用消防方法，应用于上述的车用消防系统，包括：

步骤S1，车用消防系统控制各一级监测装置监测得到的实时环境数据并判断是否存在火灾隐患：

若是，则转向步骤S2；

若否，则返回步骤S1；

步骤S2，车用消防系统控制各二级监测装置监测得到火焰图像，并根据火焰图像处理得到实时火灾等级；

步骤S3，车用消防系统根据火灾等级和实时车辆状态控制消防装置进行灭火。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车用消防系统，其特征在于，车辆的发动机舱内安装有多个一级监测装置和多个二级监测装置，以及多个与所述一级监测装置位置对应的消防装置；则所述车用消防系统包括：

预警监测模块，用于根据所述一级监测装置监测得到的实时环境数据处理得到预警信号；

火焰监测模块，连接所述预警监测模块，用于根据所述预警信号控制各所述二级监测装置监测得到火焰图像和热成像图像，并根据所述火焰图像和所述热成像图像处理得到火灾等级；

消防模块，连接所述火焰监测模块和所述车辆的车机系统，用于根据所述火灾等级和实时车辆状态控制所述消防装置进行灭火。

2.根据权利要求1所述的车用消防系统，其特征在于，所述一级监测装置包括温度传感器、烟雾传感器和气体传感器，则所述实时环境数据包括实时温度、烟雾浓度和气体浓度；则所述预警监测模块包括：

温度预警单元，用于判断所述温度传感器监测得到的所述实时温度大于预设的温度阈值时生成温度预警信号；

烟雾预警单元，用于判断所述烟雾传感器监测得到的所述烟雾浓度大于预设的烟雾浓度阈值时生成烟雾预警信号；

气体预警单元，用于判断所述气体传感器监测得到的所述气体浓度大于预设的气体浓度阈值时生成气体预警信号；

预警信号单元，连接所述温度预警单元、所述烟雾预警单元和所述气体预警单元，用于在接收到所述温度预警信号、所述烟雾预警信号和所述气体预警信号中至少任意两种时生成所述预警信号。

3.根据权利要求1所述的车用消防系统，其特征在于，所述二级监测装置包括火焰监测器和热成像仪；则所述火焰监测模块包括：

图像获取单元，用于根据所述预警信号控制所述火焰监测器持续监测得到所述火焰图像，以及控制所述热成像仪持续监测得到所述热成像图像；

区域标记单元，连接所述图像获取单元，用于标记出所述火焰图像中的焰心区域和所述热成像图像中的高温区域；

区域确定单元，连接所述区域标记单元，用于将同一时刻采集得到的所述热成像图像和所述火焰图像重叠，并将所述焰心区域和所述高温区域的重叠区域作为起火区域；

等级确定单元，连接所述区域确定单元，用于处理得到所述起火区域在所述火焰图像中的区域占比，并根据所述区域占比处理得到所述火灾等级。

4.根据权利要求3所述的车用消防系统，其特征在于，所述区域标记单元包括：

图像处理子单元，用于将所述火焰图像和所述热成像图像转化为灰度火焰图像和灰度热成像图像；

第一区域标记子单元，连接所述图像处理子单元，用于将所述灰度火焰图像输入预先训练得到的焰心区域识别模型标记出所述焰心区域；

第二区域标记子单元，连接所述图像处理子单元，用于将所述灰度热成像图像输入预先训练得到的高温区域识别模型标记出所述高温区域。

5.根据权利要求1所述的车用消防系统，其特征在于，所述消防模块包括：

状态获取单元，用于从所述车机系统获取所述车辆的所述实时车辆状态；

灭火单元，连接所述状态获取单元，用于在所述火灾等级表示起火并且所述实时车辆状态表示未处于行驶状态时控制所述消防装置进行灭火，以及在所述火灾等级表示起火并且所述实时车辆状态表示处于行驶状态时向驾驶员提示灭火倒计时，在所述灭火倒计时结束前未接收到所述车机系统反馈的取消灭火信号则控制所述消防装置进行灭火。

6.根据权利要求1所述的车用消防系统，其特征在于，还包括警报模块，连接所述预警监测模块和所述火焰监测模块，用于根据所述预警信号和所述火灾等级发出对应的警报提示。

7.根据权利要求6所述的车用消防系统，其特征在于，所述警报模块包括：

预警单元，用于根据所述预警信号通过所述车机系统向乘客发出预警语音并展示所述实时环境数据；

一级警报单元，用于在所述火灾等级大于预设的第一等级阈值时通过所述车机系统发出警报语音并展示所述火焰图像；

二级警报单元，用于在所述火灾等级大于预设的第二等级阈值时打开所述车辆的双闪警报灯；

三级警报单元，用于在所述火灾等级大于预设的第三等级阈值时连接消防报警平台并发送实时定位。

8.根据权利要求1所述的车用消防系统，其特征在于，还包括远程预警模块，连接所述预警监测模块和所述火焰监测模块和远程终端，用于根据所述预警信号和所述火灾等级通过所述远程终端向车主发出警报提示。

9.根据权利要求3所述的车用消防系统，其特征在于，还包括存储模块和故障部件确定模块；

所述存储模块用于存储预先配置的车辆部件总览图；

故障部件确定模块连接所述火焰监测模块和所述存储模块，用于根据所述车辆部件总览图和所述火焰图像中的所述起火区域对比得到起火的车辆部件并告知车主。

10.一种车用消防方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9中任意一项所述的车用消防系统，包括：

步骤S1，所述车用消防系统控制各所述一级监测装置监测得到的所述实时环境数据并判断是否存在火灾隐患：

若是，则转向步骤S2；

若否，则返回步骤S1；

步骤S2，所述车用消防系统控制各所述二级监测装置监测得到火焰图像和热成像图像，并根据所述火焰图像和所述热成像图像处理得到火灾等级；

步骤S3，所述车用消防系统根据所述火灾等级和实时车辆状态控制所述消防装置进行灭火。

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