包括多傳感器的消防水炮控制系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種包括多傳感器的消防水炮控制系統(tǒng)及控制方法，其中消防水炮控制系統(tǒng)包括探測(cè)前端、信號(hào)處理模塊、主控制器、現(xiàn)場(chǎng)控制箱、中控、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制和聯(lián)動(dòng)裝置；探測(cè)前端由紅外攝像頭、彩色攝像頭和紫外傳感器組成；紅外攝像頭、彩色攝像頭和紫外傳感器通過信號(hào)處理模塊連接到主控制器；主控制器分別與現(xiàn)場(chǎng)控制箱、中控連接，且主控制器還與電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制；聯(lián)動(dòng)裝置包括水泵、電磁閥以及報(bào)警系統(tǒng)，進(jìn)行滅火時(shí)，主控制器啟泵開閥進(jìn)行滅火，并進(jìn)行報(bào)警。本發(fā)明將火焰的熱輻射信號(hào)與視覺信號(hào)相結(jié)合降低了水炮的誤操作率，可做到全時(shí)長多方位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)范圍大，判斷準(zhǔn)確且反應(yīng)迅速。
【專利說明】
包括多傳感器的消防水炮控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及消防設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種包括多傳感器的消防水炮的控制系統(tǒng)以及該消防水炮的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能水炮實(shí)現(xiàn)了高智能化的消防理念，可全天24小時(shí)主動(dòng)進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)控并可全方位主動(dòng)射水滅火。
[0003]目前，基于圖像探測(cè)前端的智能水炮存在以下不足:
[0004]1、智能水炮探測(cè)將紅外信號(hào)、紫外信號(hào)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，判斷不夠準(zhǔn)確，具有一定的誤報(bào)漏報(bào)率。
[0005]2、智能水炮需將視頻信號(hào)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行火災(zāi)圖像信號(hào)處理，再由PC端發(fā)送控制信號(hào)來進(jìn)行滅火，需要一定的傳輸時(shí)間與時(shí)延，不能做到及時(shí)啟動(dòng)水炮射水滅火，不如采用本地處理方式的反應(yīng)迅速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種包括多傳感器的消防水炮控制系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明要解決的另外一個(gè)技術(shù)問題是提供一種包括多傳感器的消防水炮控制方法。
[0008]對(duì)于消防水炮控制系統(tǒng)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，包括多傳感器的消防水炮控制系統(tǒng)，包括探測(cè)前端、
[0009]信號(hào)處理模塊、主控制器、現(xiàn)場(chǎng)控制箱、中控、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制和聯(lián)動(dòng)裝置；
[0010]探測(cè)前端由紅外攝像頭、彩色攝像頭和紫外傳感器組成;紅外攝像頭、彩色攝像頭和紫外傳感器通過信號(hào)處理模塊連接到主控制器；
[0011 ] 主控制器分別與現(xiàn)場(chǎng)控制箱、中控連接，且主控制器還與電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制；
[0012]聯(lián)動(dòng)裝置包括包括水栗、電磁閥以及報(bào)警系統(tǒng)，進(jìn)行滅火時(shí)，主控制器啟栗開閥進(jìn)行滅火，并進(jìn)行報(bào)警。作為優(yōu)選:
[0013]探測(cè)前端由紅外攝像頭、彩色攝像頭和紫外傳感器組成。
[0014]主控制器為DSP或ARM處理器。主控器可以處理視頻信號(hào)與復(fù)雜算法。
[0015]電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制分別與水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)連接;所述水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)水炮分別作水平運(yùn)動(dòng)或垂直運(yùn)動(dòng)，且?guī)?dòng)紅外攝像頭和彩色攝像頭進(jìn)行巡視。
[0016]DSP 采用 DM648。
[0017]對(duì)于消防水炮控制方法，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，包括以下步驟:
[0018]包括以下步驟:
[0019](I)紫外傳感器通過探測(cè)火焰頻率來發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，當(dāng)主控制器判斷紫外傳感器探測(cè)到火災(zāi)后，主控制器驅(qū)動(dòng)水平步進(jìn)電機(jī)和/或垂直步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，且?guī)?dòng)紅外攝像頭和彩色攝像頭進(jìn)彳丁巡視；
[0020](2)紅外攝像頭探測(cè)到熱輻射較強(qiáng)的方位，并對(duì)可疑方位不斷進(jìn)行探測(cè)，并通過紅外火焰識(shí)別算法檢測(cè)火災(zāi)信號(hào)；
[0021](3)當(dāng)主控制器判斷紅外攝像頭檢測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后，再以彩色攝像頭探測(cè)判斷是否有火災(zāi)；
[0022](4)如主控制器判斷彩色攝像頭有火災(zāi)出現(xiàn)，則通過紅外攝像頭與彩色攝像頭雙目進(jìn)行火源定位；
[0023](5)當(dāng)經(jīng)雙目定位火源后，驅(qū)動(dòng)水炮瞄準(zhǔn)火源，啟栗開閥滅火，滅火完成后進(jìn)行復(fù)位；
[0024](6)彩色攝像頭僅將彩色視頻信息傳遞給中控，方便人為監(jiān)控，當(dāng)水炮發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)即主控制器判斷為火災(zāi)時(shí)，開啟報(bào)警系統(tǒng)，并通過以太網(wǎng)將處理結(jié)果實(shí)時(shí)傳遞給中控；中控通過監(jiān)控與處理結(jié)果來了解現(xiàn)場(chǎng)情況。
[0025]作為優(yōu)選:
[0026]步驟(I)中所述主控制器為DSP或ARM處理器。主控器可以處理視頻信號(hào)與復(fù)雜算法。
[0027]步驟(2)中的紅外火焰識(shí)別算法是基于多特征火災(zāi)識(shí)別算法。
[0028]步驟(3)中的彩色攝像頭按照基于粗糙集的火災(zāi)圖像識(shí)別的算法探測(cè)判斷是否有火災(zāi)。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:
[0030]通過多傳感器與DSP聯(lián)合運(yùn)用來處理判斷是否有火災(zāi)，并進(jìn)行自動(dòng)射水滅火，將火焰的熱福射信號(hào)與視
[0031]覺信號(hào)相結(jié)合降低了水炮的誤操作率，可做到全時(shí)長多方位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)范圍大，判斷準(zhǔn)確且反應(yīng)迅速。
【附圖說明】
[0032]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0033]圖1是本發(fā)明包括多傳感器的消防水炮控制系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2是本發(fā)明包括多傳感器的消防水炮控制系統(tǒng)實(shí)施例的軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1是一種包括多傳感器的消防水炮控制系統(tǒng)，由探測(cè)前端、信號(hào)處理模塊、DSP、現(xiàn)場(chǎng)控制箱、中控、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、其他聯(lián)動(dòng)裝置組成。
[0036]探測(cè)前端通過信號(hào)處理模塊連接到DSP，DSP分別與現(xiàn)場(chǎng)控制箱、中控連接，且DSP還與電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、其他聯(lián)動(dòng)裝置連接。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制分別與水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)連接。
[0037]探測(cè)前端由紫外傳感器、紅外攝像頭和彩色攝像頭組成，用來進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)信號(hào)和圖像米集。
[0038]DSP采用DM648。由于DM648的計(jì)算功能強(qiáng)大，作為主控器可以處理視頻信號(hào)與復(fù)雜算法，可直接處理探測(cè)器信號(hào)并控制水炮進(jìn)行自動(dòng)滅火。
[0039]另外其他聯(lián)動(dòng)裝置包括電磁閥、水栗，報(bào)警系統(tǒng)等，滅火過程需要啟栗開閥滅火。
[0040]對(duì)于上述消防水炮的控制方法，如圖2所示具體有以下步驟:
[0041](I)首先將彩色攝像頭、紅外攝像頭和紫外傳感器組成探測(cè)前端并連接到DSP。
[0042](2)紫外傳感器通過探測(cè)火焰頻率來發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，當(dāng)DSP判斷紫外傳感器探測(cè)到火災(zāi)后，DSP驅(qū)動(dòng)水平步進(jìn)電機(jī)和/或垂直步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)水炮作水平運(yùn)動(dòng)或垂直運(yùn)動(dòng)，且?guī)?dòng)紅外攝像頭和彩色攝像頭進(jìn)行巡視。
[0043](3)通過紅外攝像頭探測(cè)到熱輻射較強(qiáng)的方位，并對(duì)可疑方位不斷進(jìn)行探測(cè)，并通過紅外火焰識(shí)別算法(如基于多特征火災(zāi)識(shí)別算法)檢測(cè)火災(zāi)信號(hào)。
[0044]其中基于多特征的火焰識(shí)別算法，包括火焰的靜態(tài)特征與動(dòng)態(tài)特征，靜態(tài)特征包括顏色特征、紋理特征等，動(dòng)態(tài)特征包括火焰的內(nèi)部動(dòng)態(tài)紋理、閃爍頻率等。
[0045](4)當(dāng)DSP判斷紅外攝像頭檢測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后，彩色攝像頭則按基于粗糙集的火災(zāi)圖像識(shí)別的算法來探測(cè)判斷是否有火災(zāi)。
[0046]其中基于粗糙集的火焰識(shí)別算法是通過對(duì)火焰的顏色特征、邊緣不規(guī)則特征、高度變化特征、尖角特征等一系列的組成集合組成樣本集，利用粗糙集的屬性約簡算法根據(jù)監(jiān)控場(chǎng)景的特點(diǎn)自動(dòng)地選取最有效的特征子集，達(dá)到減少訓(xùn)練數(shù)據(jù)的目的，如基于RS-SVM的火災(zāi)識(shí)別算法。
[0047](5)當(dāng)DSP判斷彩色攝像頭有火災(zāi)出現(xiàn)后，通過紅外與彩色攝像頭雙目進(jìn)行火災(zāi)定位。
[0048](6)利用雙目定位火源后，通過一定的射流角度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)水炮瞄準(zhǔn)火源，啟栗開閥進(jìn)行滅火，滅火完成后進(jìn)行復(fù)位；
[0049](7)彩色攝像頭將視頻信息傳遞給中控，方便人為監(jiān)控，當(dāng)水炮發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)即DSP判斷為火災(zāi)時(shí)，開啟報(bào)警系統(tǒng)，并通過以太網(wǎng)將處理結(jié)果實(shí)時(shí)傳遞給中控；中控通過監(jiān)控與處理結(jié)果來了解現(xiàn)場(chǎng)情況。
[0050]工作原理:
[0051]本實(shí)施例聯(lián)合運(yùn)用紫外傳感器、紅外攝像頭和彩色攝像頭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)圖像采集，采集完的圖像信號(hào)經(jīng)過前端處理后傳輸?shù)紻SP中央處理模塊，DSP經(jīng)過處理判斷是否有火災(zāi)，若發(fā)現(xiàn)火源，則控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)水炮進(jìn)行巡視并采用雙目定位火源，定位完成后，控制其他聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)行啟栗開閥滅火?，F(xiàn)場(chǎng)控制箱可以滿足人為控制，水炮可將彩色視頻信息以及火災(zāi)處理結(jié)果通過以太網(wǎng)發(fā)送給中控，方便人為監(jiān)控。
[0052]本實(shí)施例一是通過多個(gè)傳感器以多種方式對(duì)火災(zāi)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)確認(rèn)，判斷準(zhǔn)確，基本不會(huì)發(fā)生誤報(bào)漏報(bào);二是以本地方式信號(hào)處理迅速，中控只是用于接收火災(zāi)的彩色視頻信號(hào)，便于人為監(jiān)控，并不參與火災(zāi)檢測(cè)和自動(dòng)滅火。
[0053]以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.包括多傳感器的消防水炮控制系統(tǒng)，其特征在于:包括探測(cè)前端、信號(hào)處理模塊、主控制器、現(xiàn)場(chǎng)控制箱、中控、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制和聯(lián)動(dòng)裝置； 所述探測(cè)前端由紅外攝像頭、彩色攝像頭和紫外傳感器組成;所述紅外攝像頭、彩色攝像頭和紫外傳感器通過信號(hào)處理模塊連接到主控制器； 所述主控制器分別與現(xiàn)場(chǎng)控制箱、中控連接，且主控制器還與電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制； 所述聯(lián)動(dòng)裝置包括包括水栗、電磁閥以及報(bào)警系統(tǒng)，進(jìn)行滅火時(shí)，主控制器啟栗開閥進(jìn)行滅火，并進(jìn)行報(bào)警。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消防水炮控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控制器為DSP或ARM處理器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消防水炮控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制分別與水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)連接;所述水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)水炮分別作水平運(yùn)動(dòng)或垂直運(yùn)動(dòng)，且?guī)?dòng)紅外攝像頭和彩色攝像頭進(jìn)行巡視。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消防水炮控制系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP采用DM648。5.包括多傳感器的消防水炮控制方法，包括以下步驟: (1)紫外傳感器通過探測(cè)火焰頻率來發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，當(dāng)主控制器判斷紫外傳感器探測(cè)到火災(zāi)后，主控制器驅(qū)動(dòng)水平步進(jìn)電機(jī)和/或垂直步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，且?guī)?dòng)紅外攝像頭和彩色攝像頭進(jìn)行巡視； (2)紅外攝像頭探測(cè)到熱輻射較強(qiáng)的方位，并對(duì)可疑方位不斷進(jìn)行探測(cè)，并通過紅外火焰識(shí)別算法檢測(cè)火災(zāi)信號(hào)； (3)當(dāng)主控制器判斷紅外攝像頭檢測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后，再以彩色攝像頭探測(cè)判斷是否有火災(zāi)； (4)如主控制器判斷彩色攝像頭有火災(zāi)出現(xiàn)，則通過紅外攝像頭與彩色攝像頭雙目進(jìn)行火源定位； (5)當(dāng)經(jīng)雙目定位火源后，驅(qū)動(dòng)水炮瞄準(zhǔn)火源，啟栗開閥滅火，滅火完成后進(jìn)行復(fù)位； (6)彩色攝像頭僅將彩色視頻信息傳遞給中控，方便人為監(jiān)控，當(dāng)水炮發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)即主控制器判斷為火災(zāi)時(shí)，開啟報(bào)警系統(tǒng)，并通過以太網(wǎng)將處理結(jié)果實(shí)時(shí)傳遞給中控；中控通過監(jiān)控與處理結(jié)果來了解現(xiàn)場(chǎng)情況。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的消防水炮控制方法，其特征在于，步驟(I)中所述主控制器為DSP或ARM處理器。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的消防水炮控制方法，其特征在于，步驟(2)中所述的紅外火焰識(shí)別算法是基于多特征火災(zāi)識(shí)別算法。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的消防水炮控制方法，其特征在于，步驟(3)中所述彩色攝像頭按照基于粗糙集的火災(zāi)圖像識(shí)別的算法探測(cè)判斷是否有火災(zāi)出現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】A62C37/36GK105879284SQ201610414532
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】魏煥東, 王馨民, 徐連偉
【申請(qǐng)人】合肥市嘉升電子科技有限公司