基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識別方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輸電走廊附近的森林火災(zāi)監(jiān)測識別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及將采用360度 全景紅外魚眼攝像機所采集的圖像與相應(yīng)區(qū)域采集到的溫度值和煙霧濃度相結(jié)合判斷所 監(jiān)控區(qū)域是否發(fā)生火災(zāi)的一種方法，同時也涉及到本方法所采用的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國家電網(wǎng)建設(shè)力度不斷加強，伴隨而來的是輸電走廊的數(shù)量不斷增多，有些 輸電走廊的建設(shè)地點可能存在各種各樣的安全隱患，森林火災(zāi)對其影響日益加重。森林火 災(zāi)有可能導(dǎo)致輸電走廊的斷線倒塔，從而造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會影響。由此可 見，研宄輸電走廊森林火災(zāi)監(jiān)測技術(shù)對輸電線路的安全運行具有極其重要的意義。
[0003] 國內(nèi)主要采用的監(jiān)測方法有以下幾種：1、地面巡護，主要通過宣傳群眾，控制人為 火源，野外及生活用火檢查，偏遠地區(qū)采用視頻監(jiān)控方式。2、瞭望臺監(jiān)測，通過瞭望臺來觀 測林火的發(fā)生，報告火情，覆蓋面積較大，不過受地形地勢的限制及天氣限制，且存在瞭望 員主觀意見及人身安全等方面問題。3、航空巡護，利用巡護飛機進行林火的探測，視野寬、 機動性大、速度快可做到全面觀察，不過受天氣、時間、航線等影響嚴重。4、衛(wèi)星遙感，利用 極軌氣象衛(wèi)星、陸地資源衛(wèi)星、地球靜止衛(wèi)星、低軌衛(wèi)星探測林火，該方法探測范圍廣、搜集 數(shù)據(jù)快、能得到連續(xù)性資料，不受地形條件的影響，影像真切，但利用衛(wèi)星遙感會占據(jù)大量 資料，且難以在早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患。
[0004] 目前的基于圖像（視頻）的火災(zāi)識別與定位方法都是針對室內(nèi)（倉庫、廠房 等）的，然而，輸電走廊這種戶外環(huán)境會受到各種干擾，特別是自然光的干擾，空間范圍 大、背景復(fù)雜多變等特點給火災(zāi)的識別帶來很大的難度。同時，早期火災(zāi)由于火點小，給 基于圖像的火災(zāi)識別方法又進一步增加了難度。單純利用圖像閾值的方法（專利申請?zhí)?200710016778. 1)或者僅僅依靠來自圖像的特征進行火災(zāi)識別，難以獲得滿意的結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火 監(jiān)控識別方法，將采集的圖像與相應(yīng)區(qū)域采集到的溫度值和煙霧濃度相結(jié)合進行處理和分 析，從而把分析的特征應(yīng)用到識別模型進行識別，判斷所監(jiān)控區(qū)域是否發(fā)生火災(zāi)，識別準確 率高，同時提供一種此方法所采用的裝置。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識別方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟1 :采用360度全景紅外魚眼攝像機采集紅外圖像，采用溫度傳感器測量相應(yīng) 區(qū)域的溫度值，采用煙霧傳感器測量相應(yīng)區(qū)域的煙霧濃度；
[0009] 步驟2 :將采集到的數(shù)據(jù)，即是紅外圖像數(shù)據(jù)、溫度值和煙霧濃度傳輸?shù)缴交鸨O(jiān)控 識別中心；
[0010] 步驟3 :用圖像還原算法對所采集的紅外圖像還原成平面圖像；
[0011] 步驟4:用圖像去噪算法對還原后的平面圖像進行去噪處理，用圖像增強算法對 還原后的平面圖像進行增強處理，用圖像分割算法對還原后的平面圖像進行分割處理，得 到火焰區(qū)域；
[0012] 步驟5 :得到監(jiān)控區(qū)域的5種特征的值，這些特征是火焰特征：火焰增長率、火焰圓 形度和火焰形體變化及環(huán)境特征：溫度值和煙霧濃度；
[0013] 步驟6 :將所得的5種特征的值應(yīng)用到山火監(jiān)控識別系統(tǒng)的模型中進行識別判斷， 判斷是否發(fā)生山火，若有發(fā)生山火，則給出報警信息。
[0014] 具體的，所述步驟6所采用的山火監(jiān)控識別系統(tǒng)模型為邏輯回歸模型，所述邏輯 回歸模型使用Sigmoid函數(shù)預(yù)測輸出分類，其具體計算公式為
【主權(quán)項】
1. 一種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識別方法，其特征在于：包括以下 步驟： 步驟1 :采用360度全景紅外魚眼攝像機采集紅外圖像，采用溫度傳感器測量相應(yīng)區(qū)域 的溫度值，采用煙霧傳感器測量相應(yīng)區(qū)域的煙霧濃度； 步驟2 :將采集到的數(shù)據(jù)，即是紅外圖像數(shù)據(jù)、溫度值和煙霧濃度傳輸?shù)缴交鸨O(jiān)控識別 中心； 步驟3 :用圖像還原算法對所采集的紅外圖像還原成平面圖像； 步驟4:用圖像去噪算法對還原后的平面圖像進行去噪處理，用圖像增強算法對還原 后的平面圖像進行增強處理，用圖像分割算法對還原后的平面圖像進行分割處理，得到火 焰區(qū)域； 步驟5 :得到監(jiān)控區(qū)域的5種特征的值，這些特征是火焰特征：火焰增長率、火焰圓形度 和火焰形體變化及環(huán)境特征：溫度值和煙霧濃度； 步驟6 :將所得的5種特征的值應(yīng)用到山火監(jiān)控識別系統(tǒng)的模型中進行識別判斷，判斷 是否發(fā)生山火，若有發(fā)生山火，則給出報警信息。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識別方法，其 特征在于：所述步驟6所采用的山火監(jiān)控識別系統(tǒng)模型為邏輯回歸模型，所述邏輯回歸模 賺用Sigmoid函數(shù)預(yù)測輸出分類，其具體計算公式為樸士;此公式中，參數(shù)z由么、 式z=WaXa+WA+WA+WA+WA得出，其中，x。到x4為提取到的5個特征的值，w。到w4是最 佳特征參數(shù)；識別的過程為：首先，將獲取的五個特征的值以及是否發(fā)生火災(zāi)的值這6個數(shù) 據(jù)按照時間順序進行存儲，組成學習庫，然后，使用學習庫中的數(shù)據(jù)，利用邏輯回歸模型進 行訓練，得到5個最佳特征參數(shù)％，Wpw2,wjPw4，最后，將這數(shù)帶入Sigmoid函數(shù)，形成只 含有Xd，Xpx2,x3,x45個變量的預(yù)測函數(shù)，得到預(yù)測信息。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識 別方法，其特征在于：得到所述步驟5的火焰增長率的步驟為通過閥值分割后割 出疑似圖像，再統(tǒng)計出疑似圖像的像素點，進而計算火焰面積，火焰增長率則為
4. 如權(quán)利要求3所述的一種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識別方法，其 特征在于：得到所述步驟5的火焰圓形度具體為火焰圓形度
5. 如權(quán)利要求4所述的一種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識別方法， 其特征在于：得到所述步驟5的火焰形體變化的步驟為先計算連續(xù)幀的變化圖像的相似度 Ii，然后求取幾個相似度值的平均值，即是
該平均 值即為火焰形體變化。
6. 如權(quán)利要求1至5任一項所述的一種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識 別方法，其特征在于：所述步驟2的數(shù)據(jù)傳輸方式為溫度傳感器和煙霧傳感器通過無線的 方式將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給山火監(jiān)控識別中心，360度全景紅外魚眼攝像機通過有線的方 式將紅外圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⒖刂破?，最終由微控制器通過無線方式將紅外圖像傳輸?shù)缴交?監(jiān)控識別中心。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識別方法，其 特征在于：所述溫度傳感器和煙霧傳感器的無線傳輸方式為CDMA或者LTE。
8. 如權(quán)利要求7所述的一種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識別方法，其 特征在于：還包括數(shù)據(jù)儲存步驟，即是在將得到的5種特征的值應(yīng)用到山火監(jiān)控識別系統(tǒng) 的模型中進行識別判斷后，無論判斷結(jié)果如何，都將此5種特征的值的數(shù)據(jù)和是否發(fā)生火 災(zāi)的數(shù)據(jù)進行存儲。
9. 如權(quán)利要求8所述的一種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識別方法，其 特征在于：還包括設(shè)置休眠模式的步驟，具體為設(shè)置休眠時鐘，確定待機的狀態(tài)時間。
10. -種如權(quán)利要求1至9任一項所述的山火監(jiān)控識別方法所采用的裝置，其特征在 于：包括以下部分： 數(shù)據(jù)采集模塊：包括360度全景紅外魚眼攝像機模塊和溫度、濃度采集模塊，用于采集 監(jiān)控山火區(qū)域的火焰圖像、溫度值和煙霧濃度； 數(shù)據(jù)控制模塊：用于管理采集到的數(shù)據(jù)，做好傳輸準備； 數(shù)據(jù)傳輸模塊：用于將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至山火監(jiān)控識別中心； 數(shù)據(jù)處理模塊：用于將接收到的數(shù)據(jù)與山火監(jiān)控識別模型進行對比分析并判斷； 數(shù)據(jù)存儲模塊：用于將采集到的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫； 電源管理模塊：用于對數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置提供電力支持。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于360度全景紅外魚眼攝像機之山火監(jiān)控識別方法及裝置，屬于森林火災(zāi)監(jiān)測識別技術(shù)領(lǐng)域，此方法主要是采用360度全景紅外魚眼攝像機所采集的紅外圖像與相應(yīng)區(qū)域采集到的溫度值和煙霧濃度相結(jié)合進行處理和分析，從而把分析的特征應(yīng)用到識別模型進行識別，判斷所監(jiān)控區(qū)域是否發(fā)生火災(zāi)；裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)控制模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和電源管理模塊。本發(fā)明克服了火災(zāi)識別過程中自然光等方面的干擾，減小了火災(zāi)的漏報率和誤報率。
【IPC分類】H04N7-18, G06T7-00
【公開號】CN104581076
【申請?zhí)枴緾N201510018659
【發(fā)明人】曹永興, 薛志航, 張昌華, 賈艷成, 魯慶華, 王鵬
【申請人】國網(wǎng)四川省電力公司電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月14日