CN220894988U - 一种火情图像采集及成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及图像采集技术领域，尤其为一种火情图像采集及成像装置，火情图像采集装置包括无人机主体，无人机主体的底部通过固定件可拆卸连接有图像采集盒，图像采集盒内设有锂电池和通信模块，图像采集盒的底部设有红外传感器和可见光传感器，成像装置底板，底板的顶部设有用于放置无人机主体的储物箱和用于接收通信模块传输信号的图像处理服务器，底板的上方设有显示屏。本实用新型利用无人机在火灾现场飞行，可以覆盖更大的监测范围，提高监测效率，利用红外传感器和可见光传感器采集两种不同波段的图像，可以获取更多的火情信息，提高监测准确性，利用成像装置显示生成的火情图像，可以方便消防指挥人员查看和参考，提高指挥便利性。

Description

一种火情图像采集及成像装置

技术领域

本实用新型涉及图像采集技术领域，具体为一种火情图像采集及成像装置。

背景技术

火灾是一种常见的自然灾害，对人类的生命财产造成严重的威胁。火灾的监测和分析是消防救援的重要环节，可以帮助消防人员了解火灾的位置、范围、温度、发展趋势和危险程度，从而制定合理的灭火方案和救援措施。目前，常用的火灾监测和分析方法主要有以下几种：

人工观察法：即通过人眼观察火灾现场，判断火情。该方法简单易行，但存在很多缺点，如观察范围有限，观察角度受限，观察效果受光照、烟雾等因素影响，观察结果主观性强，观察过程耗时长，且存在人员伤亡和设备损坏的风险。

遥感法：即通过卫星或飞机等从高空对火灾现场进行拍摄和传输。该方法可以实现对火灾的大范围、远距离的监测，但也存在一些缺点，如卫星的图像分辨率有限，人工驾驶直升机的话易受天气、地形等因素影响。

网络摄像头法：即通过在火灾现场或周边安装网络摄像头，对火灾现场进行实时监控和录像。该方法可以实现对火灾的近距离、持续、稳定的监测，但也存在一些缺点，如摄像头数量有限，摄像头位置固定，摄像头视角受限，摄像头易被破坏或失效，且受网络信号和火灾现场环境等因素影响。

综上所述，现有的火灾监测和分析方法都存在一定的局限性和不足，不能满足消防救援的高效性和准确性的需求。因此，本发明提出了一种火情图像采集及成像装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种火情图像采集及成像装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，一方面，本实用新型提供一种技术方案：一种火情图像采集装置，包括无人机主体，无人机主体用于在火灾现场飞行并携带图像采集盒，所述无人机主体的底部通过固定件可拆卸连接有图像采集盒，所述图像采集盒内设有锂电池和通信模块，所述图像采集盒的底部设有红外传感器和可见光传感器；

锂电池为通信模块、红外传感器和可见光传感器的工作提供电能，红外传感器和可见光传感器分别通过导线与通信模块电性连接，红外传感器和可见光传感器用于分别采集火灾现场的红外图像和可见光图像，利用红外传感器和可见光传感器采集两种不同波段的图像，可以获取更多的火情信息，提高监测准确性。通信模块用于将采集到的图像数据通过无线信号传输给终端。

优选的，所述无人机主体的底部且靠近左右两侧边缘中部的位置均开设有螺纹槽，所述无人机主体的底部且靠近左侧的位置设有两个呈前后对称设置的定位凸块，所述无人机主体的底部且靠近右侧的位置也设有两个呈前后对称设置的定位凸块，用于与固定件连接使用。

优选的，所述固定件包括两个呈左右对称设置的安装板，两个所述安装板的底部且靠近相背侧面边缘中部的位置均开设有圆形孔，两个所述圆形孔内均活动连接有第一紧固螺栓，两个所述第一紧固螺栓分别螺纹连接于两个螺纹槽内，通过两个第一紧固螺栓分别将两个安装板固定在无人机主体的底部，便于工作人员拆装固定件。

优选的，两个所述安装板的底部且靠近前后两端的位置均开设有定位孔，四个所述定位凸块分别插接于四个定位孔内，有利于两个安装板的初步定位，便于工作人员将第一紧固螺栓螺纹连接在螺纹槽内。

优选的，两个所述安装板的相对侧面且位于前端的位置设有第一U形支架，两个所述安装板的相对侧面且位于后端的位置设有第二U形支架，所述图像采集盒的底部且靠近前侧的位置开设有第一U形定位槽，所述第一U形支架位于第一U形定位槽内，所述图像采集盒的底部且靠近后侧的位置开设有第二U形定位槽，所述第二U形支架位于第二U形定位槽内，图像采集盒的顶部与无人机主体的底部相抵，通过第一U形支架和第二U形支架将图像采集盒的位置进行固定。

另一方面，本实用新型还提供一种成像装置，包括上述任一所述的火情图像采集装置，包括底板，所述底板的顶部且靠近左侧的位置设有用于放置无人机主体的储物箱，在运输和移动过程中，将无人机主体放置在储物箱内，起到一定的保护作用，所述底板的顶部且靠近右侧的位置设有用于接收通信模块传输信号的图像处理服务器；

无人机主体将采集到的图像数据通过通信模块传输给图像处理服务器，图像处理服务器对接收到的图像数据进行融合处理，生成火情图像，具体地，图像处理服务器对红外图像和可见光图像进行融合处理，以提高火情图像的清晰度和信息量。融合处理的方法可以有多种，例如基于小波变换、基于主成分分析、基于模糊逻辑等。本实施例采用了基于小波变换的方法，即将红外图像和可见光图像分别进行小波分解，得到各自的低频分量和高频分量，然后将两者的低频分量相加，高频分量相乘，再进行小波重构，得到融合后的火情图像。融合后的火情图像可以保留红外图像的温度信息和可见光图像的细节信息，从而提高火情的可视化效果；

所述底板的顶部且靠近左右两侧的位置均设有可拆卸的矩形立杆，两个所述矩形立杆之间转动连接有显示屏，图像处理服务器将处理后的图像通过显示屏显示出来，显示屏采用至少24寸的显示器，有利于火灾救援人员查看图像信息。

优选的，所述储物箱的内壁设有海绵内衬，所述储物箱的顶部盖合有盖板，所述盖板的底部设有框形插板，所述框形插板插接于储物箱内部的顶部，海绵内衬可以避免无人机主体与储物箱的内壁直接碰撞，对无人机主体起到保护作用。

优选的，所述底板的顶部且靠近左右两侧的位置均开设有矩形插孔，两个所述矩形立杆的底端分别插接于两个矩形插孔内，所述矩形立杆的外侧且靠近底端的位置设有矩形限位板，矩形限位板的底部与底板的顶部相抵，便于矩形立杆的拆装。

优选的，右方的所述矩形立杆的右侧且靠近顶部的位置设有内螺纹管，所述内螺纹管螺纹连接有第二紧固螺栓，所述第二紧固螺栓的螺纹端与显示屏转轴的右端相抵，通过第二紧固螺栓将调整好俯仰角度的显示屏进行固定。

优选的，所述底板的底部且靠近四个边角的位置均设有可制动万向轮，便于工作人员移动组装好的成像装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型利用无人机在火灾现场飞行，可以覆盖更大的监测范围，提高监测效率，避免救援人员在监测过程中伤亡。

2.本实用新型利用红外传感器和可见光传感器采集两种不同波段的图像，可以获取更多的火情信息，提高监测准确性。

3.本实用新型利用图像处理服务器对两种不同波段的图像进行融合处理，可以提高火情图像的清晰度和信息量，提高监测质量。

4.本实用新型利用成像装置显示生成的火情图像，可以方便消防指挥人员查看和参考，提高指挥便利性。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中的图像采集盒和固定件的装配结构示意图；

图3为本实用新型实施例2的整体结构示意图；

图4为本实用新型实施例2中的储物箱和无人机主体的装配结构示意图；

图5为本实用新型实施例2中的底板、矩形立杆和可制动万向轮的装配结构示意图；

图6为本实用新型实施例2中的矩形立杆、显示屏和第二紧固螺栓的装配结构示意图。

图中：1、无人机主体；10、螺纹槽；11、定位凸块；2、图像采集盒；20、第一U形定位槽；21、第二U形定位槽；22、红外传感器；23、可见光传感器；3、固定件；30、安装板；300、圆形孔；301、定位孔；31、第一U形支架；32、第二U形支架；33、第一紧固螺栓；4、底板；40、矩形插孔；5、储物箱；50、海绵内衬；51、盖板；510、框形插板；6、图像处理服务器；7、矩形立杆；70、矩形限位板；8、显示屏；9、可制动万向轮；12、第二紧固螺栓。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

一种火情图像采集装置，如图1-2所示，包括无人机主体1，无人机主体1用于在火灾现场飞行并携带图像采集盒2，无人机主体1的底部通过固定件3可拆卸连接有图像采集盒2，图像采集盒2内设有锂电池和通信模块，图像采集盒2的底部设有红外传感器22和可见光传感器23；

锂电池为通信模块、红外传感器22和可见光传感器23的工作提供电能，红外传感器22和可见光传感器23分别通过导线与通信模块电性连接，红外传感器22和可见光传感器23用于分别采集火灾现场的红外图像和可见光图像，利用红外传感器22和可见光传感器23采集两种不同波段的图像，可以获取更多的火情信息，提高监测准确性。通信模块用于将采集到的图像数据通过无线信号传输给终端。

本实施例中，无人机主体1的底部且靠近左右两侧边缘中部的位置均开设有螺纹槽10，无人机主体1的底部且靠近左侧的位置设有两个呈前后对称设置的定位凸块11，无人机主体1的底部且靠近右侧的位置也设有两个呈前后对称设置的定位凸块11，用于与固定件3连接使用。

具体的，固定件3包括两个呈左右对称设置的安装板30，两个安装板30的底部且靠近相背侧面边缘中部的位置均开设有圆形孔300，两个圆形孔300内均活动连接有第一紧固螺栓33，两个第一紧固螺栓33分别螺纹连接于两个螺纹槽10内，通过两个第一紧固螺栓33分别将两个安装板30固定在无人机主体1的底部，便于工作人员拆装固定件3。

进一步的，两个安装板30的底部且靠近前后两端的位置均开设有定位孔301，四个定位凸块11分别插接于四个定位孔301内，有利于两个安装板30的初步定位，便于工作人员将第一紧固螺栓33螺纹连接在螺纹槽10内。

进一步的，两个安装板30的相对侧面且位于前端的位置设有第一U形支架31，两个安装板30的相对侧面且位于后端的位置设有第二U形支架32，图像采集盒2的底部且靠近前侧的位置开设有第一U形定位槽20，第一U形支架31位于第一U形定位槽20内，图像采集盒2的底部且靠近后侧的位置开设有第二U形定位槽21，第二U形支架32位于第二U形定位槽21内，图像采集盒2的顶部与无人机主体1的底部相抵，通过第一U形支架31和第二U形支架32将图像采集盒2的位置进行固定。

本实用新型的火情图像采集装置在使用时，工作人员将第一U形支架31卡在第一U形定位槽20内，将第二U形支架32卡在第二U形定位槽21内，使图像采集盒2卡在固定件3内，然后工作人员使用两个第一紧固螺栓33分别将两个安装板30固定在无人机主体1的底部，实现图像采集盒2与无人机主体1的安装，之后，工作人员操作无人机主体1在火灾现场飞行，并通过图像采集盒2采集红外图像和可见光图像，无人机主体1将采集到的图像数据通过通信模块传输给终端。

实施例2

在具体使用时，本发明人还设计了一种成像装置，其装备有实施例1中的火情图像采集装置，如图3-6所示，包括底板4，底板4的顶部且靠近左侧的位置设有用于放置无人机主体1的储物箱5，在运输和移动过程中，将无人机主体1放置在储物箱5内，起到一定的保护作用，底板4的顶部且靠近右侧的位置设有用于接收通信模块传输信号的图像处理服务器6；

无人机主体1将采集到的图像数据通过通信模块传输给图像处理服务器6，图像处理服务器6对接收到的图像数据进行融合处理，生成火情图像，具体地，图像处理服务器6对红外图像和可见光图像进行融合处理，以提高火情图像的清晰度和信息量。融合处理的方法可以有多种，例如基于小波变换、基于主成分分析、基于模糊逻辑等。本实施例采用了基于小波变换的方法，即将红外图像和可见光图像分别进行小波分解，得到各自的低频分量和高频分量，然后将两者的低频分量相加，高频分量相乘，再进行小波重构，得到融合后的火情图像。融合后的火情图像可以保留红外图像的温度信息和可见光图像的细节信息，从而提高火情的可视化效果；

底板4的顶部且靠近左右两侧的位置均设有可拆卸的矩形立杆7，两个矩形立杆7之间转动连接有显示屏8，图像处理服务器6将处理后的图像通过显示屏8显示出来，显示屏8采用至少24寸的显示器，有利于火灾救援人员查看图像信息。

本实施例中，储物箱5的内壁设有海绵内衬50，储物箱5的顶部盖合有盖板51，盖板51的底部设有框形插板510，框形插板510插接于储物箱5内部的顶部，海绵内衬50可以避免无人机主体1与储物箱5的内壁直接碰撞，对无人机主体1起到保护作用。

具体的，底板4的顶部且靠近左右两侧的位置均开设有矩形插孔40，两个矩形立杆7的底端分别插接于两个矩形插孔40内，矩形立杆7的外侧且靠近底端的位置设有矩形限位板70，矩形限位板70的底部与底板4的顶部相抵，便于矩形立杆7的拆装。

进一步的，右方的矩形立杆7的右侧且靠近顶部的位置设有内螺纹管，内螺纹管螺纹连接有第二紧固螺栓12，第二紧固螺栓12的螺纹端与显示屏8转轴的右端相抵，通过第二紧固螺栓12将调整好俯仰角度的显示屏8进行固定。

进一步的，底板4的底部且靠近四个边角的位置均设有可制动万向轮9，便于工作人员移动组装好的成像装置。

本实用新型的成像装置在使用时，无人机主体1将采集到的图像数据通过通信模块传输给图像处理服务器6，图像处理服务器6对接收到的图像数据进行融合处理，生成火情图像，图像处理服务器6将生成的火情图像通过显示屏8显示出来，可以供消防指挥人员查看和参考。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种火情图像采集装置，包括无人机主体（1），其特征在于：所述无人机主体（1）的底部通过固定件（3）可拆卸连接有图像采集盒（2），所述图像采集盒（2）内设有锂电池和通信模块，所述图像采集盒（2）的底部设有红外传感器（22）和可见光传感器（23）；

所述无人机主体（1）的底部且靠近左右两侧边缘中部的位置均开设有螺纹槽（10），所述无人机主体（1）的底部且靠近左侧的位置设有两个呈前后对称设置的定位凸块（11），所述无人机主体（1）的底部且靠近右侧的位置也设有两个呈前后对称设置的定位凸块（11）；

所述固定件（3）包括两个呈左右对称设置的安装板（30），两个所述安装板（30）的底部且靠近相背侧面边缘中部的位置均开设有圆形孔（300），两个所述圆形孔（300）内均活动连接有第一紧固螺栓（33），两个所述第一紧固螺栓（33）分别螺纹连接于两个螺纹槽（10）内；

两个所述安装板（30）的底部且靠近前后两端的位置均开设有定位孔（301），四个所述定位凸块（11）分别插接于四个定位孔（301）内。

2.根据权利要求1所述的火情图像采集装置，其特征在于：两个所述安装板（30）的相对侧面且位于前端的位置设有第一U形支架（31），两个所述安装板（30）的相对侧面且位于后端的位置设有第二U形支架（32），所述图像采集盒（2）的底部且靠近前侧的位置开设有第一U形定位槽（20），所述第一U形支架（31）位于第一U形定位槽（20）内，所述图像采集盒（2）的底部且靠近后侧的位置开设有第二U形定位槽（21），所述第二U形支架（32）位于第二U形定位槽（21）内。

3.一种成像装置，包括权利要求1-2任一项所述的火情图像采集装置，其特征在于：包括底板（4），所述底板（4）的顶部且靠近左侧的位置设有用于放置无人机主体（1）的储物箱（5），所述底板（4）的顶部且靠近右侧的位置设有用于接收通信模块传输信号的图像处理服务器（6），所述底板（4）的顶部且靠近左右两侧的位置均设有可拆卸的矩形立杆（7），两个所述矩形立杆（7）之间转动连接有显示屏（8）。

4.根据权利要求3所述的成像装置，其特征在于：所述储物箱（5）的内壁设有海绵内衬（50），所述储物箱（5）的顶部盖合有盖板（51），所述盖板（51）的底部设有框形插板（510），所述框形插板（510）插接于储物箱（5）内部的顶部。

5.根据权利要求3所述的成像装置，其特征在于：所述底板（4）的顶部且靠近左右两侧的位置均开设有矩形插孔（40），两个所述矩形立杆（7）的底端分别插接于两个矩形插孔（40）内，所述矩形立杆（7）的外侧且靠近底端的位置设有矩形限位板（70）。

6.根据权利要求3所述的成像装置，其特征在于：右方的所述矩形立杆（7）的右侧且靠近顶部的位置设有内螺纹管，所述内螺纹管螺纹连接有第二紧固螺栓（12），所述第二紧固螺栓（12）的螺纹端与显示屏（8）转轴的右端相抵。

7.根据权利要求3所述的成像装置，其特征在于：所述底板（4）的底部且靠近四个边角的位置均设有可制动万向轮（9）。