專利名稱：基于紅外熱成像技術(shù)的森林防火預(yù)警系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于紅外熱成像技術(shù)的森林防火預(yù)警系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前，業(yè)已將紅外熱成像技術(shù)和紅外測溫技術(shù)應(yīng)用到森林火災(zāi)自動預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域中的相關(guān)方面，其實現(xiàn)方式主要是以紅外熱像儀作為監(jiān)控攝像平臺，通過接收被測物體發(fā)射的紅外線，將被測物體表面的紅外輻射轉(zhuǎn)變成視頻信號，形成視頻圖像；再經(jīng)專用軟件分析，捕捉監(jiān)控視頻中的最高溫度點；將最高溫點與預(yù)設(shè)報警溫度進行比較，最高溫點超過該預(yù)設(shè)報警溫度則觸發(fā)報警?，F(xiàn)有的紅外超溫監(jiān)控及預(yù)警技術(shù)中，通過被測環(huán)境中溫度的變化對比來實現(xiàn)成像與報警，并實現(xiàn)屏幕最高溫點的捕捉，當(dāng)儀器探測到的最高溫點的溫度值高出報警溫度的設(shè)定參數(shù)值時，即可實現(xiàn)報警。然而，森林防火預(yù)警的監(jiān)控方式自有其不同于一般環(huán)境監(jiān)控的特殊性，現(xiàn)有的紅外監(jiān)控方式中的最高溫度預(yù)警算法無法滿足森林防火監(jiān)控需求，究其原因主要有以下方面1、森林防火監(jiān)控的距離遠、監(jiān)控區(qū)域遼闊，對紅外監(jiān)控產(chǎn)品的技術(shù)要求極高，但由于距離遠可能產(chǎn)生的溫度檢測誤差不可避免，這就造成儀器探測到的最高溫度值可能不準確。 2、森林監(jiān)控的環(huán)境因素非常復(fù)雜，不同季節(jié)、晝夜溫差、南北緯度和變化多端的地形地貌都會使其整體或局部氣候充滿變數(shù)，難以預(yù)料，也難以推導(dǎo)或概括出其變化趨勢。這樣，報警溫度的參考數(shù)值受季節(jié)、晝夜、地區(qū)緯度等溫度變化和氣候變化的影響而應(yīng)該上下浮動，但其具體數(shù)值卻難以隨機設(shè)定，這就給紅外熱像監(jiān)控產(chǎn)品在不同季節(jié)的準確溫度測量和精確報警帶來難題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的紅外測溫技術(shù)在森林防火中存在的不足，本發(fā)明基于紅外熱成像技術(shù)而開拓出一種全新的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)及方法，其采用更適用于森林監(jiān)控環(huán)境條件下的實際應(yīng)用場合和更能滿足森林火災(zāi)預(yù)警特別需求的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型及其算法。該算法能針對不同的環(huán)境溫度自動修訂報警溫度值，該報警溫度值能根據(jù)季節(jié)天氣等溫度變化而隨之變化，以確保監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的報警精確度，最大限度地減少發(fā)生森林火災(zāi)的可能性，以及由于突發(fā)性火災(zāi)帶來的經(jīng)濟、人員損失。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于紅外熱成像技術(shù)的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其包括紅外攝像頭，架設(shè)在需要實施火災(zāi)預(yù)警監(jiān)控的林地制高點，用以拍攝其中一個監(jiān)控區(qū)域的紅外熱圖，并輸出與該監(jiān)控區(qū)域的包含有溫度測量值T的紅外熱圖相關(guān)的紅外熱圖模擬信號，其中該紅外攝像頭包括前端測溫及報警模塊，其應(yīng)用包含于其中的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型進行計算，獲得報警溫度值Talanil，并針對其中的異常情況輸出超溫報警信號；視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備，與該紅外攝像頭連接，將該紅外攝像頭輸出的紅外熱圖模擬信號轉(zhuǎn)換為用于標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募t外數(shù)字信號，以及接收來自該紅外攝像頭的超溫報警信號，并將此信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；以及監(jiān)控計算機，用以生成并輸出針對該紅外攝像頭的控制信號，以及用以接收所述紅外數(shù)字信號并對其進行分析和處理，在接收到所述超溫報警信號的數(shù)字信號時，基于所述分析確定險情發(fā)生位置。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該前端測溫及報警模塊包括報警單元，在該報警單元中設(shè)置有該溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型，針對該溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型和所述溫度測量值T進行計算以確定預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定常數(shù)值或可變常數(shù)值作為該預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt ；等溫容許寬度δ t，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定溫差值或可變溫差值作為該等溫容許寬度δt ；基準區(qū)域S，根據(jù)該紅外攝像頭(1)的監(jiān)測參數(shù)及安裝位置確定一個基準區(qū)域， 該基準區(qū)域最小為該紅外攝像頭(1)的一個像素所表示的監(jiān)測面積，最大為該紅外攝像頭 (1)的監(jiān)控畫面全屏所表示的監(jiān)測面積；以及 基準區(qū)域平均溫度Ts，基于該基準區(qū)域Ts的監(jiān)控畫面自動捕捉該基準區(qū)域Ts中的平均溫度；以及最高溫點溫度Th，基于對該監(jiān)控區(qū)域的實時監(jiān)控畫面和其中所包含的溫度測量值 T自動捕捉其最高溫點的溫度值Th，其中報警溫度值Talmi =基準區(qū)域平均溫度Ts+等溫容許寬度δ t。根據(jù)本發(fā)明的實施例，針對所述異常情況進行超溫報警的條件是當(dāng)最高溫點溫度Th >報警溫度值Talanil時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊進行超溫報警；以及當(dāng)最高溫點溫度Th彡預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊進行超溫報警。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該前端測溫及報警模塊還包括依次連接的鏡頭、探測器、AD 板和偽彩板，在所述偽彩板中還設(shè)置有測溫單元和該報警單元，其中由該測溫單元測量所得的溫度測量值T被輸入至該報警單元中，利用安裝在該報警單元中的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型進行計算，以獲得報警溫度值Talmi，并針對其中的異常情況輸出超溫報警信號至所述視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)還包括可見光攝像頭，設(shè)置在該紅外攝像頭附近， 用以拍攝監(jiān)控區(qū)域的可見光圖像，并輸出與該監(jiān)控區(qū)域的可見光圖像相關(guān)的可見光圖像模擬信號，其中所述視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備還連接至該可見光攝像頭，并將該可見光攝像頭輸出的可見光圖像模擬信號轉(zhuǎn)換為用于標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目梢姽鈹?shù)字信號；以及該監(jiān)控計算機還生成并輸出對所述多個可見光攝像頭的控制信號，并用以接收所述可見光數(shù)字信號，并將所接收的可見光數(shù)字信號和所接收的紅外數(shù)字信號結(jié)合起來進行分析和處理，以針對其中的異常情況進行超溫報警和確定險情發(fā)生位置。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該紅外攝像頭和該可見光攝像頭的拍攝方位通過與其安裝為一體的云臺的驅(qū)動而改變，該云臺經(jīng)由485串口連接至所述視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備以進行彼此之間的數(shù)據(jù)通信。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)還包括防護罩，將該紅外攝像頭、可見光攝像頭連同各自的內(nèi)部電源一起集成在該防護罩內(nèi)。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，其將來自攝像頭的模擬信號轉(zhuǎn)換為用于標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字信號，其中所述攝像頭包括該紅外攝像頭和該可見光攝像頭，所述模擬信號包括紅外熱圖模擬信號和可見光圖像模擬信號，所述數(shù)字信號包括紅外數(shù)字信號和可見光數(shù)字信號；以及云臺控制單元，將該監(jiān)控計算機通過網(wǎng)絡(luò)傳過來的云臺控制信號轉(zhuǎn)換為485串口控制信號，控制所對應(yīng)的云臺進行相應(yīng)操作，以及通過485串口接收來自云臺的狀態(tài)信息并將其傳送至該監(jiān)控計算機。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該監(jiān)控計算機包括數(shù)據(jù)輸入接口，接收來自該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備的所述數(shù)字信號；以及數(shù)據(jù)分析模塊，應(yīng)用森林火災(zāi)分析處理軟件對來自數(shù)據(jù)輸入接口的所述數(shù)字信號進行截圖處理和數(shù)據(jù)分析， 根據(jù)處理后數(shù)據(jù)來確定該監(jiān)控區(qū)域的火災(zāi)險情及其發(fā)生位置，以及生成用來控制所述紅外攝像頭和所述可見光攝像頭的云臺控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該監(jiān)控計算機還包括存儲模塊，將所述處理后數(shù)據(jù)及確定結(jié)果存儲其中；以及顯示模塊，用以直觀顯示監(jiān)控區(qū)域的紅外熱圖視頻畫面、險情發(fā)生位置及建議處置方案。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該監(jiān)控計算機的數(shù)據(jù)輸入接口通過EPON光鏈路與該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳送和網(wǎng)絡(luò)通信。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該前端測溫及報警模塊還包括鏡頭、探測器、AD板和偽彩測溫板，用以精確實現(xiàn)針對監(jiān)控區(qū)域的遠距離紅外熱圖拍攝和溫度測量。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)還包括交換機或集線器，通過網(wǎng)線與該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備和該監(jiān)控計算機連接以進行兩者之間的網(wǎng)絡(luò)通信。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種基于紅外熱成像技術(shù)的森林火災(zāi)預(yù)警方法， 其應(yīng)用如上所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)來進行森林火災(zāi)預(yù)警，該方法包括以下步驟Si)啟動架設(shè)在需要實施火災(zāi)預(yù)警監(jiān)控的林地制高點處的紅外攝像頭(1)、可見光攝像頭( 和視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備O)，對監(jiān)控區(qū)域進行紅外熱圖和可見光圖像的拍攝；S2)通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)通信，接收來自監(jiān)控計算機(3)的云臺控制信號，以控制所述紅外攝像頭(1)和可見光攝像頭(5)的拍攝方位；S3)由前端測溫及報警模塊(11)應(yīng)用溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型進行計算，獲得報警溫度值Talanil，并針對其中的異常情況輸出超溫報警信號；S4)將所拍攝的包含溫度測量值T的紅外熱圖模擬信號、可見光圖像模擬信號以及超溫報警信號實時傳送到視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備O)，由該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備( 將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸至監(jiān)控計算機(3)；S5)監(jiān)控計算機( 應(yīng)用安裝其上的森林火災(zāi)分析處理軟件對所接收的數(shù)字信號進行截圖處理和數(shù)據(jù)分析；S6)當(dāng)接收到所述超溫報警信號時，監(jiān)控計算機C3)基于上述分析來確定險情發(fā)生位置并進行超溫報警，否則返回步驟S2。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在步驟S3中，前端測溫及報警模塊應(yīng)用其包含的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型及所述溫度測量值T進行計算以確定
預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定常數(shù)值或可變常數(shù)值作為該預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt ；等溫容許寬度δ t，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定溫差值或可變溫差值作為該等溫容許寬度δt ；基準區(qū)域S，根據(jù)該紅外攝像頭的監(jiān)測參數(shù)及安裝位置確定一個基準區(qū)域，該基準區(qū)域最小為該紅外攝像頭的一個像素所表示的監(jiān)測面積，最大為該紅外攝像頭的監(jiān)控畫面全屏所表示的監(jiān)測面積；以及基準區(qū)域平均溫度Ts，基于該基準區(qū)域Ts的監(jiān)控畫面自動捕捉該基準區(qū)域Ts中的平均溫度；以及最高溫點溫度Th，基于對該監(jiān)控區(qū)域的實時監(jiān)控畫面和其中所包含的溫度測量值 T自動捕捉其最高溫點的溫度值Th，其中報警溫度值Talmi =基準區(qū)域平均溫度Ts+等溫容許寬度δ t。根據(jù)本發(fā)明的實施例，針對所述異常情況進行超溫報警的條件是當(dāng)最高溫點溫度Th >報警溫度值Talanil時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊進行超溫報警；以及當(dāng)最高溫點溫度Th >預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊進行超溫報警。根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的基于紅外熱成像技術(shù)的森林火災(zāi)預(yù)警方法還包括以下步驟S7)在執(zhí)行步驟S7后，監(jiān)控計算機將出現(xiàn)險情的監(jiān)控畫面、相關(guān)數(shù)據(jù)以及擬采取的處置方案等自動存儲至其存儲模塊和/或該森林火災(zāi)分析處理軟件的數(shù)據(jù)庫中，以備后期分析和處理。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)本發(fā)明解決了由于森林防火監(jiān)控的環(huán)境條件復(fù)雜多變，報警溫度值難以設(shè)定為恒定的常數(shù)的問題。2)本發(fā)明提出一種全新的模糊算法，其報警參數(shù)可自動調(diào)整，達到了不同距離，不同時間，不同季節(jié)都能自動報警的目的，滿足了針對森林防火監(jiān)控環(huán)境下的報警需要。3)本系統(tǒng)中的紅外熱像儀(前端測溫及報警模塊)采用SAT公司最新研制的G95 紅外測溫及報警模塊，其包括鏡頭、探測器、AD板和偽彩板以及設(shè)置在該偽彩板上的測溫單元和報警單元等，用以實現(xiàn)遠距離森林紅外熱圖拍攝和溫度測量的精確性要求，以及應(yīng)用包含于其中的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型計算出能夠適應(yīng)森林防火監(jiān)控需要的報警溫度值Tala 。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施例的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的配置示意2為根據(jù)本發(fā)明的實施例的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的方框3為紅外攝像頭的前端測溫及報警模塊的結(jié)構(gòu)示意4為根據(jù)本發(fā)明的實施例的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的溫度測量曲線5為根據(jù)本發(fā)明實施例的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的工作流程圖其中，附圖標(biāo)記說明如下
1-紅外攝像頭11-前端測溫及報警模塊2-視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備21-網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元22-云臺控制單元3-監(jiān)控計算機31-數(shù)據(jù)輸入接口32-數(shù)據(jù)分析模塊33-存儲模塊34-顯示模塊4-交換機或集線器5-可見光攝像頭6-防護罩
具體實施例方式為了使本發(fā)明的實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明的實施例做進一步詳細地說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明僅用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。任何紅外熱像儀都是靠溫度的變化來實現(xiàn)成像、測溫與報警的。而監(jiān)控目標(biāo)(森林)的溫度變化本身就與監(jiān)控距離、日夜溫差、季節(jié)變化等有著密切關(guān)系?，F(xiàn)有的紅外監(jiān)控技術(shù)或算法，一般僅會給出一個數(shù)值恒定(或至少在某一時間段內(nèi)保持恒定)的預(yù)設(shè)報警溫度值，將該預(yù)設(shè)報警溫度值與實際測得的溫度數(shù)值進行比較，超溫即報警。針對森林防火這種超大面積和超長時間的室外監(jiān)控要求，目前的紅外監(jiān)控設(shè)備普遍存在這樣的技術(shù)盲點，即，對預(yù)設(shè)報警溫度值的設(shè)定參數(shù)必須根據(jù)監(jiān)控環(huán)境的條件變化而時時變化，但卻又無法構(gòu)建一個準確的參數(shù)方程或參數(shù)值(如早上的報警溫度是多少？中午又是多少？夏天的報警溫度是多少？冬天又是多少？)來適應(yīng)和體現(xiàn)這種變化。本發(fā)明通過提出一種全新的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型及算法改進，以距離、溫差、季節(jié)等變化的環(huán)境溫度參數(shù)作為參考計算出能夠體現(xiàn)上述變化的報警溫度值，并基于該報警溫度值，在設(shè)定的等溫容許寬度的溫差范圍內(nèi)實現(xiàn)超溫報警目的。系統(tǒng)可靠性更高、報警更迅速準確。圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施例的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的配置示意圖，圖2為根據(jù)本發(fā)明的實施例的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的方框圖。如圖1所示，本發(fā)明的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)中的紅外攝像頭云臺及電源等設(shè)備通過塔臺架設(shè)在需要進行火災(zāi)監(jiān)控的森林林地的制高點，用以拍攝整個林區(qū)或其中某個監(jiān)控區(qū)域的紅外熱圖(監(jiān)控視頻圖像)，并輸出與該監(jiān)控區(qū)域的包含有溫度測量值T的紅外熱圖相關(guān)的紅外熱圖模擬信號，該系統(tǒng)還包括用來將視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為供網(wǎng)絡(luò)傳輸用的數(shù)字信號的視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備及設(shè)置在后方的森林防火專用服務(wù)器(監(jiān)控計算機)，該森林防火專用服務(wù)器通過EPON光鏈路等網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置與該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備連接。如圖2所示，其中，該森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的紅外攝像頭1包括前端測溫及報警模塊11，其應(yīng)用包含于其中的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型進行計算，獲得報警溫度值Talrai，并針對其中的異常情況輸出超溫報警信號。該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備2與該紅外攝像頭1連接，將該紅外攝像頭 1輸出的紅外熱圖模擬信號轉(zhuǎn)換為用于標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募t外數(shù)字信號，以及接收來自該紅外攝像頭1的超溫報警信號，并將此信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；該監(jiān)控計算機3用以生成并輸出針對該紅外攝像頭1的控制信號，以及用以接收所述紅外數(shù)字信號并對其進行分析和處理，在接收到所述超溫報警信號的數(shù)字信號時，基于所述分析確定險情發(fā)生位置。其中，參閱圖3，前端測溫及報警模塊11包括依次連接的鏡頭、探測器、AD板和偽彩板，在所述偽彩板中還設(shè)置有測溫單元和報警單元，其中由該測溫單元測量所得的溫度測量值T被輸入至該報警單元中，利用安裝在報警單元中的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型進行計算， 從而獲得報警溫度值Talanil，并針對其中的異常情況輸出超溫報警信號至視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備2的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元21。本發(fā)明的前端測溫及報警模塊11可采用SAT公司最新研制的G95 紅外測溫及報警模塊，其能夠精確實現(xiàn)針對森林監(jiān)控區(qū)域的遠距離紅外熱圖拍攝和溫度測量，并能夠計算出適應(yīng)森林防火監(jiān)控需要的報警溫度值Tala 。在該報警單元中設(shè)置有該溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型，針對該溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型和所述溫度測量值T進行計算以確定預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定常數(shù)值或可變常數(shù)值作為該預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt ；等溫容許寬度δ t，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定溫差值或可變溫差值作為該等溫容許寬度δt ；基準區(qū)域S，根據(jù)該紅外攝像頭1的監(jiān)測參數(shù)及安裝位置確定一個基準區(qū)域，該基準區(qū)域最小為該紅外攝像頭1的一個像素所表示的監(jiān)測面積，最大為該紅外攝像頭1的監(jiān)控畫面全屏所表示的監(jiān)測面積；以及 基準區(qū)域平均溫度Ts，基于該基準區(qū)域Ts的監(jiān)控畫面自動捕捉該基準區(qū)域Ts中的平均溫度；以及最高溫點溫度Th，基于對該監(jiān)控區(qū)域的實時監(jiān)控畫面和其中所包含的溫度測量值 T自動捕捉其最高溫點的溫度值Th，其中報警溫度值Talmi =基準區(qū)域平均溫度Ts+等溫容許寬度δ t。其中，針對所述異常情況進行超溫報警的條件是當(dāng)最高溫點溫度Th彡報警溫度值Talrai時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊11進行超溫報警；以及當(dāng)最高溫點溫度Th >預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊11進行超溫報警。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該系統(tǒng)還可包括可見光攝像頭5，設(shè)置在紅外攝像頭1 附近，用以拍攝監(jiān)控區(qū)域的可見光圖像，并輸出與該監(jiān)控區(qū)域的可見光圖像相關(guān)的可見光圖像模擬信號，其中所述視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備2還連接至該可見光攝像頭5，并將該可見光攝像頭 5輸出的可見光圖像模擬信號轉(zhuǎn)換為用于標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目梢姽鈹?shù)字信號；以及該監(jiān)控計算機3還生成并輸出對所述多個可見光攝像頭5的控制信號，并用以接收所述可見光數(shù)字信號，并將所接收的可見光數(shù)字信號和所接收的紅外數(shù)字信號結(jié)合起來進行分析和處理， 以針對其中的異常情況進行超溫報警和確定險情發(fā)生位置。
其中，該紅外攝像頭1和該可見光攝像頭5的拍攝方位通過與其安裝為一體的云臺的驅(qū)動而改變，該云臺經(jīng)由485串口連接至所述視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備2以進行彼此之間的數(shù)據(jù)信息。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該系統(tǒng)還可包括防護罩6，將該紅外攝像頭1、可見光攝像頭5連同各自的內(nèi)部電源一起集成在該防護罩6內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備2包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元21，其將來自攝像頭的模擬信號轉(zhuǎn)換為用于標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字信號，其中所述攝像頭包括該紅外攝像頭1和該可見光攝像頭5，所述模擬信號包括紅外熱圖模擬信號和可見光圖像模擬信號，所述數(shù)字信號包括紅外數(shù)字信號和可見光數(shù)字信號；以及云臺控制單元22，將該監(jiān)控計算機3通過網(wǎng)絡(luò)傳過來的云臺控制信號轉(zhuǎn)換為485串口控制信號，控制所對應(yīng)的云臺進行相應(yīng)操作，以及通過485串口接收來自云臺的狀態(tài)信息并將其傳送至該監(jiān)控計算機3。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中，該監(jiān)控計算機3包括數(shù)據(jù)輸入接口 31，接收來自該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備2的所述數(shù)字信號；以及數(shù)據(jù)分析模塊32，應(yīng)用森林火災(zāi)分析處理軟件對來自數(shù)據(jù)輸入接口 31的所述數(shù)字信號進行截圖處理和數(shù)據(jù)分析，根據(jù)處理后數(shù)據(jù)來確定該監(jiān)控區(qū)域的火災(zāi)險情及其發(fā)生位置，以及生成用來控制所述紅外攝像頭1和所述可見光攝像頭5的云臺控制信號。該監(jiān)控計算機3還包括存儲模塊33，將所述處理后數(shù)據(jù)及確定結(jié)果存儲其中；以及顯示模塊34，用以直觀顯示監(jiān)控區(qū)域的紅外熱圖視頻畫面、險情發(fā)生位置及建議處置方案。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該監(jiān)控計算機3的數(shù)據(jù)輸入接口 31通過EPON光鏈路與該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備2進行數(shù)據(jù)傳送和網(wǎng)絡(luò)通信。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該系統(tǒng)還包括交換機或集線器4，通過網(wǎng)線與該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備2和該監(jiān)控計算機3連接以進行兩者之間的網(wǎng)絡(luò)通信。由紅外熱像儀監(jiān)控的森林林地的區(qū)域面積根據(jù)其紅外攝像鏡的型號和參數(shù)的不同而不同。以10(MM 口徑的紅外熱成像監(jiān)控為例，其監(jiān)控區(qū)域面積的半徑約為2KM左右， 其單個觀測像素約為2X2米2，另外，云臺轉(zhuǎn)動角度也影響紅外鏡頭的觀測范圍，以載重 40KG的YS3081云臺為例，其水平旋轉(zhuǎn)角度約為0 360° (連續(xù)旋轉(zhuǎn))，垂直旋轉(zhuǎn)角度約為-60° +60°，此時100MM 口徑的紅外熱成像監(jiān)控可以對半徑約為2KM的范圍做巡檢監(jiān)控?；鶞蕝^(qū)域S的面積可調(diào)節(jié)，最小可調(diào)節(jié)為一個像素O公里外為2X2米的區(qū)域)。 報警溫度和溫差容許范圍都可以手動設(shè)置，在下次手動調(diào)節(jié)之前可以為恒定值。溫度測量值的數(shù)值范圍最高可以是0-2000度，一般采用0-250度。下面結(jié)合圖5對本發(fā)明的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的監(jiān)控及預(yù)警方法加以描述。本發(fā)明的基于紅外熱成像技術(shù)的森林火災(zāi)預(yù)警方法應(yīng)用如上所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)來進行森林火災(zāi)預(yù)警，該方法包括以下步驟Si)啟動架設(shè)在需要實施火災(zāi)預(yù)警監(jiān)控的林地制高點處的紅外攝像頭1、可見光攝像頭5和視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備2，對監(jiān)控區(qū)域進行紅外熱圖和可見光圖像的拍攝；S2)通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)通信，接收來自監(jiān)控計算機3的云臺控制信號，以控制所述紅外攝像頭1和可見光攝像頭5的拍攝方位；
S3)由前端測溫及報警模塊11應(yīng)用溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型進行計算，獲得報警溫度值 Talarm,并針對其中的異常情況輸出超溫報警信號；S4)將所拍攝的包含溫度測量值T的紅外熱圖模擬信號、可見光圖像模擬信號以及超溫報警信號實時傳送到視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備2，由該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備2將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸至監(jiān)控計算機3 ；S5)監(jiān)控計算機3應(yīng)用安裝其上的森林火災(zāi)分析處理軟件對所接收的數(shù)字信號進行截圖處理和數(shù)據(jù)分析；S6)當(dāng)接收到所述超溫報警信號時，監(jiān)控計算機3基于上述分析來確定險情發(fā)生位置并進行超溫報警，否則返回步驟S2。其中，在步驟S3中，前端測溫及報警模塊11應(yīng)用其包含的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型及所述溫度測量值T進行計算以確定預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定常數(shù)值或可變常數(shù)值作為該預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt ；等溫容許寬度δ t，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定溫差值或可變溫差值作為該等溫容許寬度δt ；基準區(qū)域S，根據(jù)該紅外攝像頭1的監(jiān)測參數(shù)及安裝位置確定一個基準區(qū)域，該基準區(qū)域最小為該紅外攝像頭1的一個像素所表示的監(jiān)測面積，最大為該紅外攝像頭1的監(jiān)控畫面全屏所表示的監(jiān)測面積；基準區(qū)域平均溫度Ts，基于該基準區(qū)域Ts的監(jiān)控畫面自動捕捉該基準區(qū)域Ts中的平均溫度；以及最高溫點溫度Th，基于對該監(jiān)控區(qū)域的實時監(jiān)控畫面和其中所包含的溫度測量值 T自動捕捉其最高溫點的溫度值Th，其中報警溫度值Talmi =基準區(qū)域平均溫度Ts+等溫容許寬度δ t。在步驟S3中，針對所述異常情況進行超溫報警的條件是當(dāng)最高溫點溫度Th彡報警溫度值Talrai時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊11進行超溫報警；以及當(dāng)最高溫點溫度Th >預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊11進行超溫報警。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的森林火災(zāi)預(yù)警方法還包括以下步驟S7)在執(zhí)行步驟S7后，監(jiān)控計算機3將出現(xiàn)險情的監(jiān)控畫面、相關(guān)數(shù)據(jù)以及擬采取的處置方案等自動存儲至其存儲模塊和/或該森林火災(zāi)分析處理軟件的數(shù)據(jù)庫中，以備后期分析和處理。根據(jù)本發(fā)明的上述森林火災(zāi)預(yù)警方法，其具有以下要點a、將紅外熱像儀架設(shè)在需要進行監(jiān)控的林地制高點，通過有限網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)與控制中心的監(jiān)控計算機相連接。b、監(jiān)控計算機內(nèi)裝有在線監(jiān)控和火災(zāi)分析處理軟件，其應(yīng)用該軟件對經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同步回傳的紅外視頻圖像加以截圖處理、數(shù)據(jù)分析和顯示。C、前端測溫及報警模塊中的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型采用創(chuàng)新的模糊算法，該算法設(shè)置了屏幕最高溫點溫度Th的自動捕捉并顯示。
d、除最高溫點溫度Th的自動捕捉外，在算法的屬性設(shè)定項上，人們可人為地設(shè)定預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt、等溫容許寬度δ t和一個基準區(qū)域S(該區(qū)域S最小可到一點，最大可至監(jiān)控畫面的全屏)，該算法能自動捕捉到基準區(qū)域S內(nèi)的最高溫點溫度Th、最低溫度T1和平均溫度Ts并逐一顯示。e、該算法實現(xiàn)如下，通過以基準區(qū)域S內(nèi)的平均溫度Ts作為一變化參考值，加上等溫容許寬度δ t后得出變化的報警溫度值Talanil并加以顯示。f、任何時刻，當(dāng)監(jiān)測到最高溫點溫度Th高于預(yù)設(shè)報警溫度Tset或相對的報警溫度值Talanil時，都將觸發(fā)報警提示。g、系統(tǒng)在報警后，自動回傳一幀報警時的紅外圖像到森林火災(zāi)分析處理軟件的數(shù)據(jù)庫，并自動生成解決方案報告指揮中心，以進行緊急搶險救災(zāi)，以及供人們對報警事件進行后期分析處理。圖4為根據(jù)本發(fā)明的實施例的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的溫度測量曲線圖。該溫度測量曲線的變化依據(jù)是基于監(jiān)控場所的地區(qū)緯度，空氣質(zhì)量，天氣情況等測得的溫度數(shù)值而得到的。其中涂黑部分為落入本發(fā)明的超溫報警范圍內(nèi)的四個區(qū)域，只要溫度測量值T落在這四個區(qū)域中，本發(fā)明的前端測溫及報警模塊就會輸出超溫報警信號給監(jiān)控計算機3。而在現(xiàn)有技術(shù)中，只有中間的兩個區(qū)域?qū)儆诔瑴貓缶秶簿褪钦f其無法針對圖4中兩側(cè)的險情進行有效甄別和報警，因此這種森林火災(zāi)預(yù)警方式存在很大的安全隱患。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)本發(fā)明解決了由于森林防火監(jiān)控的環(huán)境條件復(fù)雜多變，報警溫度值難以設(shè)定為恒定的常數(shù)的問題。2)本發(fā)明提出一種全新的模糊算法，其報警參數(shù)可自動調(diào)整，達到了不同距離，不同時間，不同季節(jié)都能自動報警的目的，滿足了針對森林防火監(jiān)控環(huán)境下的報警需要。3)本系統(tǒng)中的紅外熱像儀(前端測溫及報警模塊)采用SAT公司最新研制的紅外測溫及報警模塊，其能夠滿足遠距離森林紅外熱圖拍攝和溫度測量的精確性要求，并能夠通過應(yīng)用包含于其中的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型計算出適應(yīng)森林防火監(jiān)控需要的報警溫度值 T
1 alarm°盡管前面結(jié)合附圖而對本發(fā)明的多個示例性實施例進行了具體描述，但可以理解的是，在本公開內(nèi)容的原理的精神和范圍之內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以推導(dǎo)出許多其它變化和實施例。尤其是，可以在該公開、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)對組件和/或附件的設(shè)置組合進行多種變化和改進。除組件和/或附件的變化和改進之外，其他可選擇的應(yīng)用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種基于紅外熱成像技術(shù)的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，包括紅外攝像頭(1)，架設(shè)在需要實施火災(zāi)預(yù)警監(jiān)控的林地制高點，用以拍攝其中一個監(jiān)控區(qū)域的紅外熱圖，并輸出與該監(jiān)控區(qū)域的包含有溫度測量值T的紅外熱圖相關(guān)的紅外熱圖模擬信號，其中該紅外攝像頭(1)包括前端測溫及報警模塊(11)，其應(yīng)用包含于其中的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型進行計算，獲得報警溫度值Talmi，并針對其中的異常情況輸出超溫報警信號；視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備O)，與該紅外攝像頭(1)連接，將該紅外攝像頭(1)輸出的紅外熱圖模擬信號轉(zhuǎn)換為用于標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募t外數(shù)字信號，以及接收來自該紅外攝像頭(1)的超溫報警信號，并將此信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；以及監(jiān)控計算機(3)，用以生成并輸出針對該紅外攝像頭(1)的控制信號，以及用以接收所述紅外數(shù)字信號并對其進行分析和處理，在接收到所述超溫報警信號的數(shù)字信號時，基于所述分析確定險情發(fā)生位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，該前端測溫及報警模塊(11)包括報警單元，在該報警單元中設(shè)置有該溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型，針對該溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型和所述溫度測量值T進行計算以確定預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定常數(shù)值或可變常數(shù)值作為該預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt ；等溫容許寬度S t，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定溫差值或可變溫差值作為該等溫容許寬度δt ；基準區(qū)域S，根據(jù)該紅外攝像頭(1)的監(jiān)測參數(shù)及安裝位置確定一個基準區(qū)域，該基準區(qū)域最小為該紅外攝像頭(1)的一個像素所表示的監(jiān)測面積，最大為該紅外攝像頭(1)的監(jiān)控畫面全屏所表示的監(jiān)測面積；以及基準區(qū)域平均溫度Ts，基于該基準區(qū)域Ts的監(jiān)控畫面自動捕捉該基準區(qū)域Ts中的平均溫度；以及最高溫點溫度Th，基于對該監(jiān)控區(qū)域的實時監(jiān)控畫面和其中所包含的溫度測量值T自動捕捉其最高溫點的溫度值Th，其中報警溫度值Talanil =基準區(qū)域平均溫度Ts+等溫容許寬度δ t。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，針對所述異常情況進行超溫報警的條件是當(dāng)最高溫點溫度Th >報警溫度值Talrai時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊(11)進行超溫報警；以及當(dāng)最高溫點溫度Th >預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊(11)進行超溫報警。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，該前端測溫及報警模塊(11) 還包括依次連接的鏡頭、探測器、AD板和偽彩板，在所述偽彩板中還設(shè)置有測溫單元和該報警單元，其中由該測溫單元測量所得的溫度測量值T被輸入至該報警單元中，利用安裝在該報警單元中的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型進行計算，以獲得報警溫度值Talrai，并針對其中的異常情況輸出超溫報警信號至所述視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備O)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)還包括可見光攝像頭(5)，設(shè)置在該紅外攝像頭(1)附近，用以拍攝監(jiān)控區(qū)域的可見光圖像， 并輸出與該監(jiān)控區(qū)域的可見光圖像相關(guān)的可見光圖像模擬信號，其中所述視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備( 還連接至該可見光攝像頭(5)，并將該可見光攝像頭(5)輸出的可見光圖像模擬信號轉(zhuǎn)換為用于標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目梢姽鈹?shù)字信號；以及該監(jiān)控計算機C3)還生成并輸出對所述多個可見光攝像頭(5)的控制信號，并用以接收所述可見光數(shù)字信號，并將所接收的可見光數(shù)字信號和所接收的紅外數(shù)字信號結(jié)合起來進行分析和處理，以針對其中的異常情況進行超溫報警和確定險情發(fā)生位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，該紅外攝像頭(1)和該可見光攝像頭(5)的拍攝方位通過與其安裝為一體的云臺的驅(qū)動而改變，該云臺經(jīng)由485串口連接至所述視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備O)以進行彼此之間的數(shù)據(jù)通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)還包括防護罩(6)，將該紅外攝像頭(1)、可見光攝像頭( 連同各自的內(nèi)部電源一起集成在該防護罩(6)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，所述視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備( 包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元(21)，其將來自攝像頭的模擬信號轉(zhuǎn)換為用于標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字信號，其中所述攝像頭包括該紅外攝像頭(1)和該可見光攝像頭(5)，所述模擬信號包括紅外熱圖模擬信號和可見光圖像模擬信號，所述數(shù)字信號包括紅外數(shù)字信號和可見光數(shù)字信號；以及云臺控制單元(22)，將該監(jiān)控計算機C3)通過網(wǎng)絡(luò)傳過來的云臺控制信號轉(zhuǎn)換為485 串口控制信號，控制所對應(yīng)的云臺進行相應(yīng)操作，以及通過485串口接收來自云臺的狀態(tài)信息并將其傳送至該監(jiān)控計算機(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，該監(jiān)控計算機C3)包括數(shù)據(jù)輸入接口(31)，接收來自該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備O)的所述數(shù)字信號；以及數(shù)據(jù)分析模塊(32)，應(yīng)用森林火災(zāi)分析處理軟件對來自數(shù)據(jù)輸入接口(31)的所述數(shù)字信號進行截圖處理和數(shù)據(jù)分析，根據(jù)處理后數(shù)據(jù)來確定該監(jiān)控區(qū)域的火災(zāi)險情及其發(fā)生位置，以及生成用來控制所述紅外攝像頭(1)和所述可見光攝像頭(5)的云臺控制信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，該監(jiān)控計算機C3)還包括存儲模塊(33)，將所述處理后數(shù)據(jù)及確定結(jié)果存儲其中；以及顯示模塊(34)，用以直觀顯示監(jiān)控區(qū)域的紅外熱圖視頻畫面、險情發(fā)生位置及建議處置方案。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，該監(jiān)控計算機(3)的數(shù)據(jù)輸入接口(31)通過EPON光鏈路與該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備( 進行數(shù)據(jù)傳送和網(wǎng)絡(luò)通信。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，該前端測溫及報警模塊 (11)還包括鏡頭、探測器、AD板和偽彩測溫板，用以精確實現(xiàn)針對監(jiān)控區(qū)域的遠距離紅外熱圖拍攝和溫度測量。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)還包括交換機或集線器，通過網(wǎng)線與該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備( 和該監(jiān)控計算機C3)連接以進行兩者之間的網(wǎng)絡(luò)通信。
14.一種基于紅外熱成像技術(shù)的森林火災(zāi)預(yù)警方法，其應(yīng)用如權(quán)利要求1至13的任意一項所述的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)來進行森林火災(zāi)預(yù)警，該方法包括以下步驟51)啟動架設(shè)在需要實施火災(zāi)預(yù)警監(jiān)控的林地制高點處的紅外攝像頭(1)、可見光攝像頭( 和視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備O)，對監(jiān)控區(qū)域進行紅外熱圖和可見光圖像的拍攝；52)通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)通信，接收來自監(jiān)控計算機(3)的云臺控制信號，以控制所述紅外攝像頭(1)和可見光攝像頭(5)的拍攝方位；53)由前端測溫及報警模塊(11)應(yīng)用溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型進行計算，獲得報警溫度值 Talarm,并針對其中的異常情況輸出超溫報警信號；54)將所拍攝的包含溫度測量值T的紅外熱圖模擬信號、可見光圖像模擬信號以及超溫報警信號實時傳送到視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備O)，由該視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備( 將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸至監(jiān)控計算機(3)；55)監(jiān)控計算機( 應(yīng)用安裝其上的森林火災(zāi)分析處理軟件對所接收的數(shù)字信號進行截圖處理和數(shù)據(jù)分析；56)當(dāng)接收到所述超溫報警信號時，監(jiān)控計算機C3)基于上述分析來確定險情發(fā)生位置并進行超溫報警，否則返回步驟S2。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的森林火災(zāi)預(yù)警方法，其中，在步驟S3中，前端測溫及報警模塊(11)應(yīng)用其包含的溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型及所述溫度測量值T進行計算以確定預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定常數(shù)值或可變常數(shù)值作為該預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt ；等溫容許寬度S t，基于監(jiān)控區(qū)域的溫度測量統(tǒng)計值和火災(zāi)險情溫度統(tǒng)計值設(shè)定一個恒定溫差值或可變溫差值作為該等溫容許寬度δt ；基準區(qū)域S，根據(jù)該紅外攝像頭(1)的監(jiān)測參數(shù)及安裝位置確定一個基準區(qū)域，該基準區(qū)域最小為該紅外攝像頭(1)的一個像素所表示的監(jiān)測面積，最大為該紅外攝像頭(1)的監(jiān)控畫面全屏所表示的監(jiān)測面積；以及基準區(qū)域平均溫度Ts，基于該基準區(qū)域Ts的監(jiān)控畫面自動捕捉該基準區(qū)域Ts中的平均溫度；以及最高溫點溫度Th，基于對該監(jiān)控區(qū)域的實時監(jiān)控畫面和其中所包含的溫度測量值T自動捕捉其最高溫點的溫度值Th，其中報警溫度值Talanil =基準區(qū)域平均溫度Ts+等溫容許寬度δ t。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的森林火災(zāi)預(yù)警方法，其中，針對所述異常情況進行超溫報警的條件是當(dāng)最高溫點溫度Th >報警溫度值Talrai時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊(11)進行超溫報警；以及當(dāng)最高溫點溫度Th >預(yù)設(shè)報警溫度Tsrt時，該前端測溫及報警設(shè)置模塊(11)進行超溫報警。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或15或16所述的森林火災(zāi)預(yù)警方法，還包括以下步驟57)在執(zhí)行步驟S7后，監(jiān)控計算機C3)將出現(xiàn)險情的監(jiān)控畫面、相關(guān)數(shù)據(jù)以及擬采取的處置方案等自動存儲至其存儲模塊和/或該森林火災(zāi)分析處理軟件的數(shù)據(jù)庫中，以備后期分析和處理。
全文摘要
一種基于紅外熱成像技術(shù)的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，包括紅外攝像頭，架設(shè)在林地制高點，用以拍攝監(jiān)控區(qū)域的紅外熱圖，其包括前端測溫及報警模塊，應(yīng)用溫度監(jiān)控數(shù)學(xué)模型計算報警溫度值，并針對其中的異常情況輸出超溫報警信號；視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備，與紅外攝像頭連接，將其輸出的紅外熱圖模擬信號轉(zhuǎn)換為紅外數(shù)字信號，同時接收紅外攝像頭的超溫報警信號，并將此信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；以及監(jiān)控計算機，用以生成并輸出針對該紅外攝像頭的控制信號，以及用以接收紅外數(shù)字信號并對其進行分析和處理，確定紅外攝像頭報警時的監(jiān)控區(qū)域的位置，并自動生成解決方案報告指揮中心。本發(fā)明能夠適應(yīng)森林火災(zāi)監(jiān)控自動預(yù)警的復(fù)雜環(huán)境條件和監(jiān)控要求，確保了報警精確度。
文檔編號G01J5/00GK102280005SQ20111015478
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者吳繼平, 李躍年 申請人:廣州颯特電力紅外技術(shù)有限公司