DE102008039132A1 - Intelligenter Bild-Rauch/Flammensensor und Detektionssystem - Google Patents

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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/12Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infra-red radiation or of ions
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/002Generating a prealarm to the central station

Abstract

Intelligenter Bild-Rauch/Flammen/komplexintelligenter Bild-Rauch/Flammensensor und ein intelligentes Bild-Rauch/Flammendetektionssystem, das aus einem solchen intelligenten Bild-Rauch/Flammen/komplexintelligenten Bild-Rauch/Flammensensor gebildet ist. Der intelligente Bild-Rauch/Flammensensor (11) ist aus einem Bildsensor (44), z.B. einer ladungsgekoppelten Einrichtung (1), einem DSP-Prozessor (2), einer Eingabe/Ausgangsschaltung (3), einer Anordnung (6) aus Infrarotlampe und Filter, einem Gehäuse (5), einem Fensterglas (7), einer vorderen Abdeckung (4) und einer hinteren Abdeckung (8) gebildet. Das intelligente Bild-Rauch/Flammendetektionssystem detektiert genau Feuercharakteristiken einschließlich Rauch und Flamme, wodurch ein Frühalarm gegeben wird, um Katastrophen zu verringern.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Feuererkennung und Alarm und insbesondere ein intelligentes Bild-Rauch/Flammendetektionssystem, das aus einem intelligenten Bild-Rauch/Flammensensor, einer Informationsverwaltung und einem digitalen Aufzeichnungssystem, einem Lern- und Einstellungseinstellsystem und einer Anzeige- und Bedienungstafel besteht.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik:
  • Im Verlauf der schnellen Entwicklung der globalen Modellidentifizierungstechnik und Sichtbarmachung der Entwicklung von Feuerbekämpfungs- und von Sicherungssystemen im letzten Jahrhundert und insbesondere nach den 911 Ereignissen in den USA ist der Bedarf für Sicherheitskontrolle stark angewachsen, und verschiedene intelligente Videobilddetektionssysteme sind dauernd für verschiedene Zwecke geschaffen worden. Es werden daher verschiedene Studien und Anwendungen vorgenommen und durchgeführt worden, um unterschiedliche Objekte zu überwachen.
  • Die mit der Feuerbekämpfung zusammenhängenden Organisationen und Parteien versuchen sehr, unterschiedliche Feuersensoren für Verwendung in großen Räumlichkeiten (Ausstellungszentren, Sporthallen, Flugzeughallen, große Warenhäuser, große Fabriken usw.), in speziellen Gebäuden (Verkehrstunnel, petrochemische Produktions zonen, Zentren für die Lagerung von Explosivstoffen, Museen, Untergrundbahnen, Eisenbahnen, Krankenhäuser usw.) und in öffentlichen Plätzen im Freien (Wälder, Parks, Gemeinden usw.) zu untersuchen und zu entwickeln .
  • Eine große Räumlichkeit hat die Charakteristik eines weiten Raums mit einer Höhe von mehr als 20 Metern mit einer großen Grundfläche eines einzelnen Gebäudes. Frühe Feststellung eines Feuers in einer großen Räumlichkeit ist sehr schwierig. Konventionelle Feuersensoren können schnell auf frühe charakteristische Feuerparameter wie z. B. Konzentration von verbranntem Gas, Rauchkonzentration, Temperatur usw. reagieren. Z. B. kann ein Rauchsensor des Typs mit gegenüberliegenden Einheiten nur ausgelöst werden, wenn der Rauch eine vorbestimmte Höhe erreicht. Konventionelle Feuersensoren des Typs ohne Bilder können den Ort eines Feuers nicht anzeigen, daher kann die Verwendung von konventionellen Feuersensoren des Typs ohne Bilder nicht bei der Steuerung von Feuerlöschsystemen helfen, das Feuer wirksam auszulöschen.
  • Spezielle Gebäude haben komplizierte Charakteristiken. Gewöhnliche Feuersensoren für besondere Gebäude sind immer noch in ihrer Funktion nicht zufriedenstellend, da sie keine schnelle Detektion erreichen können. Für gewisse komplizierte oder schlechte Umgebungsbedingungen wie z. B. Explosionsprobleme ist eine schnelle Feststellung und eine frühe Meldung notwendig, um Feuersicherheitskontrolle sicherzustellen.
  • Im Freien liegende öffentliche Plätze haben die Charakteristiken von großen Änderungen in einem großen Gebiet im Freien, wenn sich das Wetter ändert, komplizierte Bedingungen, Unsicherheit des Ortes des Feuers, hohe Zufälligkeiten, keine geeigneten Detektionsmaßnahmen, große Umgebungsstörungen durch Licht, Nebel, Feuchtigkeit, Regen, Schnee, Gewitter usw.. Für die Detektion von im Freien liegenden öffentlichen Plätzen ist eine Überwachung eines großen Gebiets und einer weiten Zone notwendig.
  • Bei den vorgenannten Problemen können übliche Feuerdetektionstechniken nicht die erwarteten Ziele erreichen, können insbesondere nicht die Ziele einer frühzeitigen Feststellung eines Feuers und einer frühzeitigen Kontrolle des Feuers erzielen.
  • Das chinesische Patent 95100519.7 offenbart ein Feuerdetektions- und Lokalisierverfahren, indem eine differenzielle Technik mit drei Primärfarben verwendet wird. Dieses Verfahren hat immer noch die Nachteile, (a) die Charakteristiken von drei Primärfarben vieler künstlicher oder natürlicher Lichtquellen sind ähnlich zu denjenigen einer Flamme, und die Rate von Fehlalarmen, die auf dem differenziellen Verfahren mit drei Primärfarben beruht, ist hoch; (b) der Algorithmus beruht nur auf Flammenerkennung ohne die Fähigkeit, Rauch zu detektieren, was für frühe Detektion und Alarm für große Räumlichkeiten oder spezielle Gebäude nicht geeignet ist. Das chinesische Patent 00805204.2 (äquivalent zur internationalen Anmeldung WO 00/63863 vom 26. Oktober 2000) offenbart ein Rauchdetektionsverfahren des Typs des Lichtquerschnittsbilds. Dieses Verfahren ist in seiner Funktion immer noch nicht zufriedenstellend, da es ähnlich dem Grundprinzip eines Rauchsensors des linearen Lichtstrahltyps ist, der für die Verwendung an einem Ort nicht praktisch ist, der große Höhe hat. Es ist schwierig, den früh aufsteigenden Rauch festzustellen. Weiter ist die Installation einer Infrarotlichtgruppe unbequem. Die vorgenannten beiden Verfahren wenden allgemein einen industriellen Computer als Verarbeitungsplattform, d. h., dass sie keine Einstellungskontrollfunktion der Detektion am Frontende schaffen.
  • WO 01/57819 , US 7002478 offenbaren ein Feuerdetektionssystem mit dem Titel „Smoke and flame detection (Rauch- und Flammendetektion)”. Dieses Verfahren weist die Schritte auf: Digitalisierte Bilder eines zu überwachenden Bereichs zu empfangen; Pixel eines der Bilder mit Pixeln eines anderen der Bilder gemäß zwei vorbestimmten Prozeduren zu vergleichen, um eine Entscheidung über die Anwesenheit von Feuer und eine Entscheidung über die Anwesenheit von Rauch zu treffen; und ein Signal des detektierten Feuers gemäß den Entscheidungen über die Anwesenheit von Rauch und Flammen zu liefern. Ein anderer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass dieses System keinen Bildsensor und eine damit zusammenpassende Lichtquellensteuerfunktion zur Verfügung stellt. Es ist daher für die Verwendung bei Nacht nicht praktisch. Dies ist ein größeres Hindernis bei der Anwendung. Noch ein anderer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es einen industriellen Server mit einer Tastatur erfordert und nicht leicht die Feuerdetektionsprüfung eines internationalen Standards bestehen kann. Daher kann dieses Verfahren keine internationale Zertifizierung erfahren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung dieser Umstände geschaffen. Es ist das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, einen intelligenten/komplexintelligenten Bild-Rauch/Flammensensor und eine intelligente Bild-Rauch/Flammendetektion zu schaffen, die die Vorteile hat:
    • 1. ein einfacher Algorithmus, leicht, ein einheitliches System zu bilden, das verschiedene Erfordernisse erfüllt;
    • 2. anwendbar für gleichzeitige Flammen- und Rauchdetektion und Alarm, wobei eine große Fähigkeit der Raucherkennung vor der Bildung eines Feuers besteht;
    • 3. das System hat eine Selbstlernfunktion, um sich an alle Umgebungen anzupassen, wodurch Fehlalarm und Auslassen eines Alarms vermieden wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das intelligente Bild-Rauch/Flammendetektionssystem aus einem intelligenten Bild-Rauch/Flammensensor, einer Informationsverwaltung und einem digitalen Aufzeichnungssystem, einem Lern- und Einstellungseinstellsystem und einer Anzeige- und Bedienungstafel. Das intelligente Bild-Rauch/Flammendetektionssystem bildet weiter ein schlaufenförmiges Selbstlernsystem, um an das überwachte Gebiet angepasst zu werden, wodurch Falschalarm und nicht ausgelöste Alarme vermieden werden. Der intelligente Bild-Rauch/Flammensensor ist aus einem Bildsensor, z. B. CCD (ladungsgekoppelte Einrichtung), einem DSP-Prozessor, einer Eingangs/Ausgangsschaltung, einer Anordnung aus Infrarotlampe und Filter, einem Gehäuse, einem Fensterglas, einer Frontabdeckung und einer rückwärtigen Abdeckung gebildet. Der komplexe intelligente Bild-Rauch/Flammensensor hat zusätzliche Ultraviolett/Infrarot-Feuersensoren und unterschiedliche Verarbeitungen für das Feuerdetektionssignal. Die Sensoren haben eine Selbstlernfunktion, um die Einstellung eines Hintergrundes mit langem Zyklus/kurzem Zyklus zu aktualisieren. Der DSP-Prozessor liefert einen Betriebsalgorithmus mit gesammelten Daten für Feuerwahrscheinlichkeit, die von unterschiedlichen Feuersensoren erhalten werden, um eine Feuerwahrscheinlichkeit zur richtigen Zeit mithilfe davon zu erhalten, dass dem Datenzusammenführungsfluss die anwachsende Menge der Feuercharakteristikwahrscheinlichkeit hinzuaddiert wird, die durch eine Analyse der Anwachsungswahrscheinlichkeit und Bildanalyse erhalten wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines intelligenten Bild-Rauch/Flammensensors in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines intelligenten Bild-Rauch/Flammensensors in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist eine schematische Zeichnung, die die Architektur eines intelligenten Rauch-Bild-Flammendetektionssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ist ein Überwachungsablaufdiagramm des intelligenten Bildrauch-Flammensensors in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein Überwachungsablaufdiagramm des intelligenten Bildrauch-Flammensensors in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 zeigt den Betriebsalgorithmus des intelligenten Bildrauch-Flammensensors gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist ein Betriebsablaufdiagramm des schlaufenförmigen oder rückgekoppelten Selbstlernsystems, das aus dem Lern- und Einstellungseinstellsystem, dem intelligenten Bild-Rauch/Flammensensor und der Informationsverwaltung und dem digitalen Aufzeichnungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist;
  • 8 ist ein Blockdiagramm eines auf PC/CPU-beruhenden intelligenten Bild-Rauch/Flammensensors der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Bezugnehmend auf 1 ist dort ein intelligenter Bild-Rauch/Flammensensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt, der aus einem Bildsensor, z. B. einer CCD (la dungsgekoppelte Einrichtung) 1, einem DSP-Prozessor 2, einer Eingang/Ausgangsschaltung 3, einer Anordnung 6 aus Infrarotlampe und Filter, einem Gehäuse 5, einem Fensterglas 7, einer Frontabdeckung 4 und einer hinteren Abdeckung 8 besteht.
  • Die CCD 1 ist dazu ausgebildet, ein analoges Echtzeitfeldbildsignal zu erzeugen und Weißausgleich und Apparatureinstellung aufgrund der Bedingungen der Umgebung zu verarbeiten, um so optimale Bilder zu erhalten. Der DSP-Prozessor 2 ist für die Digitalisierung, Algorithmenanalyse, Treffen von Entscheidungen und Ausgangssteuerung des analogen Bildsignals, das von der CCD 1 erhalten wird. Die Eingangs/Ausgangsschaltung 3 ist dazu ausgebildet, zu filtern und die Eingangsstromversorgung gleichzurichten und die Spannung der geregelten Stromversorgung zu regulieren, und ist mit Ausgangsrelais, Eingangs/Ausgangsschnittstellen versehen, um ausgezeichnete EMC (elektromagnetische Kompatibilität/Charakteristiken) sicherzustellen. Die Anordnung 6 aus Infrarotlampe und Filter ist dazu ausgebildet, eine Hintergrundlichtquelle zu liefern, wenn das Umgebungslicht schwach ist, und den Filter und die CCD in den Schwarzweißzustand zu schalten, wenn die Infrarotlichtquelle in Betrieb gesetzt wird. Das Fensterglas 7 ist zum Schützen der CCD 1 und erlaubt positiven Einfall von sichtbarem Licht/Infrarotlicht zur CCD 1, um ein Bild zu bilden. Das Gehäuse 5, die Frontabdeckung 4 und die hintere Abdeckung 8 können aus einem Metall oder irgendeiner Vielzahl von anderen geeigneten Materialien hergestellt sein. Das Gehäuse 2, die vordere Abdeckung 4 und die hintere Abdeckung 8 bilden eine vollständige Packung, die die interne CCD 1 und die damit zusammenhängenden Schaltungen schützt.
  • Wenn das Umgebungslicht unterhalb einer vorbestimmten Beleuchtungsstärke ist und durch den DSP-Prozessor 2 des intelligenten Bildrauch/Flammendetektionssystems festgestellt wird, dass die Helligkeit des Gesichtsfeldes unterhalb des eingestellten Wertes ist, setzt der DSP-Prozessor 2 die Infrarotlampe in Betrieb und schaltet die CCD (einschließlich des Filters) in die Schwarzweißbetriebsart um.
  • Der intelligente Bild-Rauch/Flammensensor schließt weiter Voralarm/Feueralarm/Fehler-Meldungsausgänge, eine serielle RS232/RS485-Kommunikationsschnittstelle, eine allgemeine Videoausgangsschnittstelle und eine TCP/IP-Internet-Ausgangsschnittstelle ein.
  • Bezug nehmend auf 4 schließt das Softwarebetriebsablaufdiagramm des intelligenten Bild-Rauch/Flammensensors die Schritte ein:
    • 15) starte das System, um alle Parameter und Eingangs/Ausgangsschnittstellen zu initialisieren und versetze die CCD in den Farbbetriebszustand;
    • 16) nehme eine gewisse Länge von seriellen Bildern auf, um so einen festen Hintergrund vom Lernen zu erhalten;
    • 17) erhalte die Hauptcharakteristiken des festen Hintergrunds und analysiere das Bild, um die Stärke der umgebenden Lichtstrahlen zu prüfen;
    • 18) berenche den Pegel der Helligkeit des Gesichtsfeldes und ermögliche es dann dem DSP-Prozessor 2, die Infrarotlampe einzuschalten und die CCD in die Schwarzweißbetriebsart zu schalten;
    • 19) das System nimmt dauernd serielle Bilder mit einem vorbestimmten Zyklus auf;
    • 20) vergleiche die Parameterserien von jedem Bild und die festen Feldcharakteristiken mit einem vorbestimmten Wert B und fahre dann mit Schritt 28 fort, wenn die Parameterserie P den vorbestimmten Wert B übersteigt, oder fahre mit Schritt 21 fort, wenn die Parameterserie P nicht den vorbestimmten Wert B übersteigt;
    • 21) der Algorithmus nimmt die langzyklischen und kurzzyklischen Hintergründe vom Lernen auf;
    • 22) berechne und analysiere zeitserielles Bild zur Zeit „t”;
    • 23) beginne zur Zeit „t” den Zusammenfügungsbetrieb der seriellen Bildflammencharakteristiken, um so flammenbezogene charakteristische Information zu erhalten;
    • 24) starte zur Zeit „t” den Zusammenfügungsbetrieb der seriellen Bildrauchcharakteristik, um so eine auf den Rauch bezogene charakteristische Information zu erhalten;
    • 25) nehme eine Vereinigungsberechnung der Anwachswahrscheinlichkeit von Feuer der ersten Stufe vor;
    • 26) nehme eine Vereinigungsberechnung der Wahrscheinlichkeit des Anwachsens von Rauch der ersten Stufe vor;
    • 27) führe eine Vereinigungsberechnung der Feuerwahrscheinlichkeit der zweiten Stufe durch;
    • 28) vergleiche die Wahrscheinlichkeitswerte, die so erhalten werden, mit voreingestellten Abfrage-, Aufmerksamkeits- und Alarmwerten und fahre dann mit Schritt 29) fort, wenn die Wahrscheinlichkeitswerte, die so erhalten werden, die entsprechenden voreingestellten Werte übersteigen, oder kehre zu Schritt 19) zurück, wenn die so erhaltenen Wahrscheinlichkeitswerte nicht die entsprechenden voreingestellten Werte übersteigen; und
    • 29) gebe das Abfrage/Aufmerksamkeits-/Alarmsignal aus.
  • Die 5 stellt eine alternative Form des Softwarebetriebsablaufdiagramms des intelligenten Bildrauch/Flammendetektionssystems gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Diese alternative Form fügt einen normalen Wahrscheinlichkeitsanwachsparameter des Feuersensors der Datenvereinigungsberechnung hinzu, um Fehler zu beseitigen, die durch falsche Feuer bewirkt werden, wie z. B. künstliches Bühnentuch- oder Lampenfeuer, d. h., dass die alternative Formvorschrift 27) und nach den Schritten 25) und 26) die zusätzlichen Schritte hat:
    • 30) sammle Infrarot/Ultraviolettflammendaten und andere Feuersensordaten;
    • 31) analysiere die Daten, um so den absoluten Parameterwert und die relative Menge der Veränderung zu erhalten;
    • 32) prüfe, ob der absolute Wert des Parameters und die relative Menge der Veränderung die vorbestimmten Werte übersteigt oder nicht;
    • 33) führe eine Zuwachsberechnung der Feuerwahrscheinlichkeit durch.
  • 30) Nach Schritt 33) fährt das System mit Schritt 27) fort, um eine Feuerwahrscheinlichkeitsverbindungsberechnung der zweiten Stufe durchzuführen, um so die Feuerwahrscheinlichkeit P(t) zur Zeit „t” zu erhalten, und fährt dann mit Schritt 28) fort, um die Wahrscheinlichkeitswerte mit einer voreingestellten Eingabeaufforderung (prompt), Aufmerksamkeits- und Alarmwerten zu vergleichen und fährt dann mit Schritt 29) fort, wenn die Wahrscheinlichkeitswerte die entsprechenden voreingestellten Werte überstiegen haben, oder kehrt zu Schritt 19) zurück, wenn die Wahrscheinlichkeitswerte nicht die entsprechenden voreingestellten Werte überschreiten.
  • Bezugnehmend auf 6 läuft der Algorithmus wie folgt ab:
    Das System erhält serielle Bilder der Länge L zur Zeit „t” und nimmt dann flammenbezogene Bewegung, Farbe, Profil, Gebietsrate, ... n von Arten von charakteristischen Parametern Fi, i = 1, ... n, und mit Rauch zusammenhängende Bewegung, Sättigung, Streifen, ... n von Arten von charakteristischen Parametern Sj, j = 1, ... m auf und berechnet die i-ten oder j-ten charakteristischen Parameter der seriellen Bilder der Länge L; wenn die Parameter der seriellen Bilder der Länge L ein vorbestimmtes Flammen- oder Rauchcharakteristikverhältnis erreichen, werden die FCi = 1, SCj = 1 zur Zeit „t” eingestellt, andererseits werden zur Zeit „t” FCi = 0, SCj = 0 in Bezug auf jede Rauch- und Flammencharakteristik eingestellt, das System gibt die Zuwachsgewichte der Wichtigkeitswahrscheinlichkeit und sekundären Wichtigkeitswahrscheinlichkeit FVi, i = 1 ... n und SVj, j = 1, ..., m. Die Zuwachsgewichte der Wichtigkeitswahrscheinlichkeit und sekundären Wichtigkeitswahrscheinlichkeit können mithilfe von Selbstlernen aktualisiert werden. Das System macht daher eine Datenvereinigung der ersten Stufe: ΔPF(t) = ΣFCi·FVi ΔPS(t) = ΣSCj·SVj
  • Danach macht das System eine Datenvereinigung der zweiten Stufe: PF(t) = PF(t – 1) + ΔPF(t) PS(t) = PS(t – 1) + ΔPS(t)
  • Feuerwahrscheinlichkeitsberechnung I: P(t) = k·PF(t) + (1 – k)·PS(t) wobei k = fester Koeffizient.
  • Feuerwahrscheinlichkeitsberechnung II: P(t) = k1·PX(t),wenn P(t) > 1, P(t) = 1
  • Wenn eine Flamme zuerst erscheint und die Flammenwahrscheinlichkeit größer ist als Pthr, so ist PX(t) = PS(t), k1 = 1 + PF(t).
  • Wenn eine Flamme zuerst erscheint und die Flammenwahrscheinlichkeit größer ist als Pthr, so ist PX(t) = PF(t), k1 = 1 + PS(t).
  • Dabei ist Pthr ein Totzonen-Wahrscheinlichkeitsschwellwert, und irgendeine Wahrscheinlichkeit kleiner als dieser Wahrscheinlichkeitsschwellwert wird nicht berücksichtigt werden und P(t) wird nicht berechnet werden.
  • Die vorgenannte Feuerwahrscheinlichkeitsberechnung I ist verhältnismäßig zuverlässig, um eine Entscheidung zu treffen. Die vorgenannte Feuerwahrscheinlichkeitsberechnung II ist zum Treffen einer schnellen Entscheidung. Diese beiden Berechnungsverfahren sind auf Videobildzonenalarm für Feuerwahrscheinlichkeitsvereinigungsberechnung unterschiedlicher Zonen anwendbar. In Abhängigkeit von der vorgenannten Berechnung wird die endgültige Feuerwahrscheinlichkeit P(t) erhalten. In Abhängigkeit von unterschiedlichen Wahrscheinlichkeitszonen gibt das System unterschiedliche Alarmstufeninformation einschließlich Warnungswahrscheinlichkeit Pa1 < P(t) ≦ Pah, Voralarmwahrscheinlichkeit Pp1 < P(t) ≦ Pph, Alarmwahrscheinlichkeit PF1 < P(t) ≦ PFh.
  • Bezugnehmend auf 3 besteht ein intelligentes Bild-Rauch/Flammendetektionssystem in der Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aus einem intelligenten Bild-Rauch/Flammensensor, einem Bildverwaltungs- und digitalen Auf zeichnungssystem 13, einem Lern- und Einstellungseinstellsystem 14, einer Anzeige- und Bedienungstafel 12. Das vorgenannte Informationsverwaltungs- und digitale Aufzeichnungssystem 13 ist dazu ausgebildet, eine effektive Verwaltung aller Alarme durchzuführen und Kontrollinformation für Anzeige durch eine GIS-Karte oder irgendeine andere planare Karte zu verbinden und Bilddaten in einem vorbestimmten Zeitintervall aufzuzeichnen und freizugeben, z. B. 30 Tage als Zyklus, um eine Zugriffsverwaltung zu schaffen. Das Lern- und Einstellungseinstellsystem 14 ist dazu ausgebildet, die Parameter des intelligenten Bild-Rauch/Flammensensors 11 einzustellen und mit den anderen Untersystemen ein selbstlernendes System zu bilden, um so mit einer komplizierten Anwendungsumgebung zusammenzupassen und die Zuverlässigkeit des Systems zu erhöhen.
  • Bezugnehmend auf die 3 und 7 ist im Falle eines Fehlalarms oder eines nicht durchgeführten Alarms (Schritt 34) das Lern- und Einstellungseinstellsystem 14 mit dem intelligenten Bild-Rauch/Flammensensor 11 und dem Informationsverwaltungs- und digitalen Aufzeichnungssystem 13 verbunden, um ein schlaufenförmiges oder rückgekoppeltes Selbstlernsystem zu bilden, um aktualisierte Systementscheidungsparameter zu erzeugen. Das Lern- und Einstellungseinstellsystem 14 liest in Ereignisbilddaten von dem Informationsverwaltungs- und digitalen Aufzeichnungssystem 13, analysiert die Bildserien, die den Falschalarm oder nicht stattgefundenen Alarm bewirkt haben, und erzeugt abgewandelte Parameter mithilfe von Selbstlernen, und gibt abgewandelte Parameter in den intelligenten Bild-Rauch/Flammensensor 11 ein. Der intelligente Bild-Rauch/Flammensensor 11 liest in Bilddaten von dem Lern- und Einstellungseinstellsystem 14, um sicherzustellen, dass das Systemverhalten in Abhängigkeit von einer Standardfeuervideoüberprüfungsprozedur abgewandelt wird. Wenn dies als in Ordnung befunden wurde, ist das System für Anwendung bereit. Mithilfe kontinuierlichen Umweltlernens hat das System eine ausgezeichnete Anwendbarkeit. Tritt ein falscher Alarm auf oder findet ein Alarm nicht statt (Schritt 34) liest daher das Lern- und Einstellungseinstellsystem in dem Zeitbild (Schritt 35), welches Zeitbild durch das Informationsverwaltungs- und digitale Aufzeichnungssystem (Schritt 36) geliefert. Danach löst das Bild-Rauch/Feuersensor Lernsysteme (Schritt 37) aus und bringt dann das Lern- und Einstellungseinstellsystem 14 dazu, die gelernten Parameter (Schritt 38) zu prüfen, und prüft dann, ob das Betriebsergebnis der Parameter der gelernten Parametern mit dem gleichmäßigen Ergebnis übereinstimmt (Schritt 39), und fährt dann mit Schritt 40 fort, wenn das Betriebsergebnis der Parameter der gelernten Parameter mit dem gleichmäßigen Ergebnis übereinstimmt, oder kehrt zu Schritt 35 zurück, wenn das Betriebsergebnis der Parameter der gelernten Parameter nicht mit dem gleichmäßigen Ergebnis übereinstimmt. Wenn es in Schritt 40 eintritt, prüft es, ob das Standardprüfvideo durchgelassen werden soll oder nicht, und fährt dann mit Schritt 41 fort, um die Lern- und Einstellberechnungsstrategie beizubehalten, wenn dies nicht der Fall ist, oder fährt mit Schritt 42 fort, den Betrieb zu starten, wenn das Ergebnis positiv ist.
  • Bezugnehmend auf 8 besteht der auf PC/CPU-basierende intelligente Bild-Rauch/Flammensensor der vorliegenden Erfindung aus einem Detektionsfrontende 43 und einem Signalverarbeitungssystem 46. Das Detektionsfrontende 43 besteht aus einem Bildsensor, z. B. CCD 44, einer Infrarotlampe oder Hintergrundlichtquelle 50 und einem Fotosensor 51. Das Signalverarbeitungssystem 46 besteht aus einem Bildsammler 45, einem Berechnungs- und Verarbeitungssystem, z. B. einem Computer 47, einer Videokamera- und Lichtquellensteuerausgangsschaltung 49 und einer Alarm- und Bildsignalausgabeschnittstelle 48. Mit Ausnahme des Vorteils des Algorithmus hoher Leistung ist die Hintergrundlichtquelle von Infrarotlicht oder anderem Typ von Licht und die damit zusammenhängende Steuerfunktion für genaue Feuer- und Rauchdetektion im Dunkeln vorgesehen, wodurch die Nachteile konventioneller Konstruktionen vermieden werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - CH 95100519 [0008]
    • - CH 00805204 [0008]
    • - WO 00/63863 [0008]
    • - WO 01/57819 [0009]
    • - US 7002478 [0009]

Claims (11)

  1. Intelligenter Bild-Rauch/Flammensensor (11), der aus einem Bildsensor (1; 44), einem DSP-Prozessor (2), einer Eingangs/Ausgangsschaltung (3), einer Anordnung (6) aus Infrarotlampe und Filter, einem Gehäuse (5), einem Fensterglas (7), einer Frontabdeckung (4) und einer hinteren Abdeckung (8) besteht.
  2. Intelligenter Bild-Rauch/Flammensensor (11) nach Anspruch 1, bei dem der Bildsensor (1; 44) eine ladungsgekoppelte Einrichtung (1) ist.
  3. Intelligenter Bild-Rauch/Flammensensor (11) nach Anspruch 1, bei dem das Umgebungslicht des Gesichtsfeldes unterhalb einer vorbestimmten Beleuchtung ist, wobei der DSP-Prozessor (2) die Infrarotlampe der Anordnung (6) aus Infrarotlampe und Filter einschaltet und den Bildsensor (1; 44) in eine Schwarzweißbetriebsart umschaltet.
  4. Intelligenter Bild-Rauch/Flammensensor (11) nach Anspruch 1, der Voralarm/Feueralarm/Fehleranzeigeausgänge, eine serielle RS232/RS485-Kommunikationsstelle, eine allgemeine Videoausgangsschnittstelle und eine TCP/IP-Ethernetausgangsschnittstelle aufweist.
  5. Intelligenter Bild-Rauch/Flammensensor (11) nach Anspruch 1, bei dem der DSP-Prozessor (2) einen Betriebsalgorithmus der Statistik zur Zeit t einer seriellen Bildcharakteristik-Zusammenpassungs- und Wahrscheinlichkeitsvereinigungsberechnung durchführt, der die Schritte aufweist i) Das System nimmt eine Länge L von seriellen Bildern zur Zeit t auf; ii) das System stellt feste Hintergrundcharakteristiken mithilfe von Selbstlernen sicher, wobei der Zyklus für Langzyklushintergrund TL und der Zyklus für Kurzzyklushintergrund TS ist; iii) das System analysiert die seriellen Bilder der Länge m, die zur Zeit t erhalten werden, wobei die Unterschiede und die Variationen zwischen jeweils zwei Bildern, die Unterschiede und Variation zwischen jedem Bild und dem Hintergrundbild des kurzen Zyklus und die Unterschiede und Variation zwischen jedem Bild und Hintergrund des langen Zyklus erhalten werden; iv) das System berechnet jeden charakteristischen Parameter und passt die berechneten charakteristischen Parametern an Flammen/Rauchcharakteristiken an, um so FCi und SCj auf 1 einzustellen, wenn das Verhältnis des erfolgreichen Zusammenpassens von Bildern einen vorbestimmten Wert erreicht, oder stellt es auf –1, wenn das Verhältnis der erfolgreich übereinstimmenden Bilder unterhalb des vorbestimmten Wertes ist; v) das System führt eine Datenvereinigung der ersten Stufe in Abhängigkeit von unterschiedlichen Charakteristiken durch, wodurch die Flammenwahrscheinlichkeitszuwachsmenge und die Rauchwahrscheinlichkeitszuwachsmenge als ΔPF(t) und ΔPS(t) erhalten werden; und vi) das System beginnt eine Datenvereinigung zweiter Stufe, um eine Feuerwahrscheinlichkeit P(t) zur Zeit t zu erhalten.
  6. Intelligenter Bild-Rauch/Flammensensor (11), der aus einem Bildsensor (ladungsgekoppelte Einrichtung (1; 44)), einem DSP-Prozessor (2), einer Eingangs/Ausgangsschaltung (3), einer Anordnung (6) aus Infrarotlampe und Filter, einem Gehäuse (5), einem Fensterglas (7), einer vorderen Abdeckung (4) und einer hinteren Abdeckung (8) und einem Signalprozessor (9), einem Ultraviolett/Infrarotfeuersensor (10) besteht.
  7. Intelligenter Bild-Rauch/Flammensensor (11) nach Anspruch 6, bei dem der DSP-Prozessor (2) einen Betriebsalgorithmus mit Feuerwahrscheinlichkeitsvereinigungsdaten liefert, die von unterschiedlichen Feuersensoren (10) erhalten werden, um zum Zeitpunkt t Feuerwahrscheinlichkeit dadurch zu erhalten, dass der Datenvereinigungsfluss die Feuercharakteristikwahrscheinlichkeits-Zuwachsmenge dazuaddiert wird, die durch eine Analyse der Wahrscheinlichkeitszuwachsmenge und der Bildanalyse erhalten wird.
  8. Intelligenter Bild-Rauch/Flammensensor (11) nach Anspruch 1 und 6, der unterschiedliche Wahrscheinlichkeitszonen einschließlich Warnwahrscheinlichkeit Pa1 < P(t) ≦ Pah, Voralarmwahrscheinlichkeit Pp1 < P(t) ≦ Pph und Alarmwahrscheinlichkeit PF1 < P(t) ≦ PFh einschließt, um unterschiedliche Grade von Alarminformation in Abhängigkeit von der Feuerwahrscheinlichkeit P(t) zur Zeit t zu geben.
  9. Intelligentes Bild-Rauch/Flammendetektionssystem, das aus einem intelligenten Bild-Rauch/Flammensensor (11), einem Informationsverwaltungs- und digitalen Aufzeichnungssystem, einem Lern- und Einstellungseinstellsystem (14) und einer Anzeige- und eine Bedienungstafel (12) besteht, das in Abhängigkeit von den Ansprüchen 1 bis 6 erhalten wird.
  10. Intelligentes Bild-Rauch/Flammendetektionssystem nach Anspruch 9, bei dem das Lern- und Einstellungseinstellsystem (14) mit dem intelligenten Bild-Rauch/Flammensensor (11) und dem Informationsverwaltungs- und digitalen Aufzeichnungssystem (13) verbunden ist, um ein schlaufenförmiges Selbstlern system zu bilden, um aktualisierte Systementscheidungsparameter zu erzeugen, wenn der intelligente Rauchflammensensor einen Fehlalarm abgibt oder einen Alarm ausließ.
  11. Intelligenter Bild-Rauch/Flammensensor (11), der auf einem Personalcomputer/einer zentralen Verarbeitungseinheit beruht, der aus einem Detektions-Frontend (43) und einem Signalverarbeitungssystem (46) besteht, welches Detektions-Frontend (43) aus einem Bildsensor (ladungsgekoppelte Einrichtung (1; 44)), einer Infrarotlampe/Hintergrundlichtquelle (50) und einem Fotosensor, besteht, welches Signalverarbeitungssystem (46) aus einer Bildsammeleinheit (45), einem Computer/Berechnungs- und Verarbeitungssystem (47), einem Videorekorder und einer Lichtquellensteuerausgangsschaltung und einer Alarm- und Bildsignalausgangsschnittstelle besteht.
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