基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)位于無人機上，包括數(shù)字相片拍攝設備、火情分析設備、擁堵指數(shù)分析設備和主控制器，數(shù)字相片拍攝設備拍攝巡邏區(qū)域圖像或目標路段圖像，火情分析設備對巡邏區(qū)域圖像執(zhí)行火情分析，主控制器基于火情分析結果確定無人機檢測路段擁堵指數(shù)的檢測面積，擁堵指數(shù)分析設備基于目標路段圖像執(zhí)行路段擁堵指數(shù)分析，目標路段為無人機檢測路段擁堵指數(shù)的檢測面積內到達火情發(fā)生位置的路段。通過本實用新型，能夠自動監(jiān)控設定巡邏區(qū)域內的火情狀況，并基于火情圖像中火情的嚴重程度，決定所述檢測面積的大小，為當?shù)叵啦块T趕赴現(xiàn)場提供重要參考數(shù)據(jù)。
【專利說明】基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及消防監(jiān)控領域，尤其涉及一種基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]隨著無人機技術的日趨成熟和航空攝影技術的進一步拓展，民用無人機應用領域日益廣泛，包括:攝影測量、應急救災、公共安全、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測、自然災害監(jiān)測與評估、城市規(guī)劃與市政管理、林火病蟲害防護與監(jiān)測等。
[0003]當前，各國消防部門面臨著日益復雜的滅火救援和社會救助形勢，對各類地震救援、抗洪搶險、山岳救助及大跨度或高層火災等情況，傳統(tǒng)現(xiàn)場偵查手段的局限性已日益凸顯。如何有效實施消防預警和現(xiàn)場偵測，并迅速、準確處置災情顯得尤為重要。無人機應用技術及系統(tǒng)解決方案的成熟運用，使得無人偵察機平臺結合視頻、紅外等監(jiān)控及傳送設備，通過空中對設定巡查區(qū)域進行火災隱患巡查、現(xiàn)場救援指揮及火情偵測成為消防部門新的選擇。
[0004]因此，提供一種新的消防監(jiān)控系統(tǒng)，拋棄原有的現(xiàn)場火情監(jiān)控手段，通過無人機為載體，對巡查區(qū)域進行數(shù)據(jù)采集，以判斷是否發(fā)生火情以及火情的具體狀況，并進一步地了解火情發(fā)生位置周圍預定區(qū)域內各條路段的擁堵狀況，為當?shù)叵啦块T提供第一手數(shù)據(jù)。
實用新型內容
[0005]為了解決上述傳統(tǒng)現(xiàn)場偵查手段帶來的問題，本實用新型提供了一種基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)，借用無人機平臺進行預定區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)采集，對采集到的圖像進行分析，以確定當?shù)厥欠癜l(fā)生火情以及火情的具體狀況，并在發(fā)生火情時，將火情發(fā)生位置附近的區(qū)域作為路段擁堵指數(shù)檢測區(qū)域，根據(jù)火情的嚴重程度確定檢測區(qū)域的檢測面積，以在火災嚴重時為消防車輛趕赴現(xiàn)場提供更多的路段參考數(shù)據(jù)。
[0006]根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)設置在無人機上，包括數(shù)字相片拍攝設備、火情分析設備、擁堵指數(shù)分析設備和主控制器，所述數(shù)字相片拍攝設備用于拍攝巡邏區(qū)域圖像或目標路段圖像，所述火情分析設備用于對所述巡邏區(qū)域圖像執(zhí)行火情分析，所述主控制器基于所述火情分析結果確定無人機檢測路段擁堵指數(shù)的檢測面積，所述擁堵指數(shù)分析設備用于基于所述目標路段圖像執(zhí)行路段擁堵指數(shù)分析，所述目標路段為所述無人機檢測路段擁堵指數(shù)的檢測面積內到達火情發(fā)生位置的路段。
[0007]更具體地，所述基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)還包括，GPS定位設備，連接GPS衛(wèi)星，用于接收無人機的實時GPS位置，所述火情發(fā)生位置為所述GPS定位設備接收到所述主控制器發(fā)送的火情報警信號時的所述實時GPS位置；用戶輸入設備，用于根據(jù)用戶的輸入，設定火焰上限灰度閾值、火焰下限灰度閾值、煙霧上限灰度閾值、煙霧下限灰度閾值、路段上限灰度閾值、路段下限灰度閾值、預設火情比例閾值和火情面積對照表，所述火情面積對照表保存了火情像素比例數(shù)值與檢測面積的一一對應關系；存儲設備，預存拍攝高度，連接所述用戶輸入設備以存儲所述火焰上限灰度閾值、所述火焰下限灰度閾值、所述煙霧上限灰度閾值、所述煙霧下限灰度閾值、所述路段上限灰度閾值、所述路段下限灰度閾值、所述預設火情比例閾值和所述火情面積對照表；無線通信接口，連接當?shù)叵揽刂破脚_，用于接收所述當?shù)叵揽刂破脚_發(fā)送的巡邏區(qū)域；無人機驅動設備，用于在所述主控制器的控制下，驅動無人機飛行到所述巡邏區(qū)域或所述目標路段的上方，飛行高度為所述拍攝高度；紅外溫度傳感器，用于基于所述火情發(fā)生位置處輻射的紅外線，檢測所述火情發(fā)生位置處的氣溫；所述火情分析設備將所述巡邏區(qū)域圖像中灰度值在所述火焰上限灰度閾值和所述火焰下限灰度閾值之間的像素識別并組成火焰目標子圖像，將所述巡邏區(qū)域圖像中灰度值在所述煙霧上限灰度閾值和所述煙霧下限灰度閾值之間的像素識別并組成煙霧目標子圖像，計算所述火焰目標子圖像的總像素數(shù)和所述煙霧目標子圖像的總像素之和占據(jù)所述巡邏區(qū)域圖像總像素的火情像素比例數(shù)值；所述擁堵指數(shù)分析設備將所述目標路段圖像中灰度值在所述路段上限灰度閾值和所述路段下限灰度閾值之間的像素識別并組成路段目標子圖像，識別所述路段目標子圖像中的車輛以確定所述路段目標子圖像中的車輛數(shù)量，基于所述車輛數(shù)據(jù)計算目標路段的路段擁堵指數(shù)；所述主控制器與所述數(shù)字相片拍攝設備、所述火情分析設備、所述擁堵指數(shù)分析設備、所述GPS定位設備、所述存儲設備、所述無線通信接口、所述無人機驅動設備和所述紅外溫度傳感器分別連接，當所述火情像素比例數(shù)值大于等于所述預設火情比例閾值時，發(fā)出火情報警信號，在發(fā)出火情報警信號后，基于所述火情像素比例數(shù)值在所述火情面積對照表中查找對應的檢測面積，采用GPS定位設備確定在所述檢測面積內的多條目標路段，通過所述無人機驅動設備控制無人機以所述拍攝高度飛行到每一條目標路段的上方，命令所述數(shù)字相片拍攝設備拍攝每一條目標路段的目標路段圖像，控制所述擁堵指數(shù)分析設備以基于所述目標路段圖像計算每一條目標路段的路段擁堵指數(shù)，將所述檢測面積和每一條目標路段的路段擁堵指數(shù)通過所述無線通信接口發(fā)送到所述當?shù)叵揽刂破脚_；其中，所述主控制器在發(fā)出火情報警信號后，還將所述火情報警信號和所述火情發(fā)生位置通過所述無線通信接口發(fā)送到所述當?shù)叵揽刂破脚_，并控制所述紅外溫度傳感器，以將所述火情發(fā)生位置處的氣溫通過所述無線通信接口發(fā)送到所述當?shù)叵揽刂破脚_，其中，所述檢測面積為圓形，該圓形的圓心為所述火災發(fā)生位置。
[0008]更具體地，所述基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)還包括，照明設備，用于為所述數(shù)字相片拍攝設備拍攝巡邏區(qū)域圖像或目標路段圖像提供輔助照明。
[0009]更具體地，所述基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)中，所述數(shù)字相片拍攝設備包括35毫米定焦鏡頭和三軸穩(wěn)定平臺，所述數(shù)字相片拍攝設備的供電電壓為6伏。
[0010]更具體地，所述基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)中，所述控制器還包括圖像編碼器，在所述主控制器發(fā)出所述火情報警信號后，所述圖像編碼器基于MPEG-2壓縮編碼標準對所述巡邏區(qū)域圖像執(zhí)行圖像編碼，將編碼后的巡邏區(qū)域圖像通過所述無線通信接口發(fā)送到所述當?shù)叵揽刂破脚_。
[0011]更具體地，所述基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)中，所述存儲設備中存儲的所述火焰上限灰度閾值、所述火焰下限灰度閾值、所述煙霧上限灰度閾值、所述煙霧下限灰度閾值、所述路段上限灰度閾值、所述路段下限灰度閾值、所述預設火情比例閾值或所述火情面積對照表，在沒有所述用戶輸入設備的相應用戶輸入時，為出廠默認值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]以下將結合附圖對本實用新型的實施方案進行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本實用新型實施方案示出的基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)的結構方框圖。
[0014]圖2為根據(jù)本實用新型實施方案示出的基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)的火情分析設備的結構方框圖。

【具體實施方式】
[0015]下面將參照附圖對本實用新型的基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)的實施方案進行詳細說明。
[0016]當前，消防部門對火情監(jiān)控的手段主要采用傳統(tǒng)現(xiàn)場偵查模式，這種模式無法實時提供火情報警信息，會延誤火情報警時間，影響救災效果，同時無法滿足復雜地形的火情監(jiān)控需求，而以無人機為設備載體的火情監(jiān)控模式，利用無人機空中偵察的靈活性和快捷性，實現(xiàn)傳統(tǒng)現(xiàn)場偵查模式無法實現(xiàn)的救災效果。
[0017]無人機，即無人駕駛飛機，其英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。從技術角度定義可以分為:無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機這幾大類。從用途方面分類可分為軍用無人機和民用無人機。軍用方面，可用于完成戰(zhàn)場偵察和監(jiān)視、定位校射、毀傷評估、電子戰(zhàn)，而民用方面，可用于邊境巡邏、核輻射探測、航空攝影、航空探礦、災情監(jiān)視、交通巡邏和治安監(jiān)控。
[0018]本實用新型的基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠及時飛赴重點區(qū)域進行火情監(jiān)控，對重點區(qū)域拍攝圖像數(shù)據(jù)，基于圖像數(shù)據(jù)分析火情的嚴重程度，并在火情嚴重時，提供更廣闊的區(qū)域進行路段擁堵指數(shù)分析，為消防部門提供趕赴現(xiàn)場的各條路段的實時擁堵狀況，從而方便消防部門后續(xù)的救災行動。
[0019]圖1為根據(jù)本實用新型實施方案示出的基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)的結構方框圖，如圖1所示，所述監(jiān)控系統(tǒng)被安裝在無人機上，包括數(shù)字相片拍攝設備1、火情分析設備2、擁堵指數(shù)分析設備3和主控制器4，數(shù)字相片拍攝設備1與火情分析設備2和擁堵指數(shù)分析設備3分別連接，主控制器4與數(shù)字相片拍攝設備1、火情分析設備2和擁堵指數(shù)分析設備3分別連接，數(shù)字相片拍攝設備1用于拍攝巡邏區(qū)域圖像或目標路段圖像，火情分析設備2用于對巡邏區(qū)域圖像執(zhí)行火情分析，主控制器4基于火情分析結果確定無人機檢測路段擁堵指數(shù)的檢測面積，擁堵指數(shù)分析設備3用于基于目標路段圖像執(zhí)行路段擁堵指數(shù)分析，所述目標路段為所述無人機檢測路段擁堵指數(shù)的檢測面積內到達火情發(fā)生位置的路段。
[0020]所述檢測面積可選擇為圓形，該圓形的圓心為所述火災發(fā)生位置。所述檢測面積還可選擇其他形狀的圖形，這些圖形的形心為所述火災發(fā)生位置。
[0021]接著，對本實用新型的基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)的具體結構進行進一步的說明。
[0022]所述消防監(jiān)控系統(tǒng)還包括GPS定位設備，連接GPS衛(wèi)星，用于接收無人機的實時GPS位置，所述火情發(fā)生位置為所述GPS定位設備接收到所述主控制器4發(fā)送的火情報警信號時的所述實時GPS位置。
[0023]所述消防監(jiān)控系統(tǒng)還包括用戶輸入設備，用于根據(jù)用戶的輸入，設定火焰上限灰度閾值、火焰下限灰度閾值、煙霧上限灰度閾值、煙霧下限灰度閾值、路段上限灰度閾值、路段下限灰度閾值、預設火情比例閾值和火情面積對照表，所述火情面積對照表保存了火情像素比例數(shù)值與檢測面積的一一對應關系；存儲設備，預存拍攝高度，連接所述用戶輸入設備以存儲所述火焰上限灰度閾值、所述火焰下限灰度閾值、所述煙霧上限灰度閾值、所述煙霧下限灰度閾值、所述路段上限灰度閾值、所述路段下限灰度閾值、所述預設火情比例閾值和所述火情面積對照表。
[0024]所述消防監(jiān)控系統(tǒng)還包括無線通信接口，連接當?shù)叵揽刂破脚_，用于接收所述當?shù)叵揽刂破脚_發(fā)送的巡邏區(qū)域；無人機驅動設備，用于在所述主控制器4的控制下，驅動無人機飛行到所述巡邏區(qū)域或所述目標路段的上方，飛行高度為所述拍攝高度；紅外溫度傳感器，用于基于所述火情發(fā)生位置處輻射的紅外線，檢測所述火情發(fā)生位置處的氣溫。
[0025]圖2為所述火情分析設備2的結構方框圖，所述火情分析設備2包括圖像分割單元21和與圖像分割單元21連接的像素計算單元22，圖像分割單元21將所述巡邏區(qū)域圖像中灰度值在所述火焰上限灰度閾值和所述火焰下限灰度閾值之間的像素識別并組成火焰目標子圖像，將所述巡邏區(qū)域圖像中灰度值在所述煙霧上限灰度閾值和所述煙霧下限灰度閾值之間的像素識別并組成煙霧目標子圖像，像素計算單元22計算所述火焰目標子圖像的總像素數(shù)和所述煙霧目標子圖像的總像素之和占據(jù)所述巡邏區(qū)域圖像總像素的火情像素比例數(shù)值。
[0026]所述擁堵指數(shù)分析設備3將所述目標路段圖像中灰度值在所述路段上限灰度閾值和所述路段下限灰度閾值之間的像素識別并組成路段目標子圖像，識別所述路段目標子圖像中的車輛以確定所述路段目標子圖像中的車輛數(shù)量，基于所述車輛數(shù)據(jù)計算目標路段的路段擁堵指數(shù)。
[0027]所述主控制器4與所述數(shù)字相片拍攝設備1、所述火情分析設備2、所述擁堵指數(shù)分析設備3、所述GPS定位設備、所述存儲設備、所述無線通信接口、所述無人機驅動設備和所述紅外溫度傳感器分別連接，當所述火情像素比例數(shù)值大于等于所述預設火情比例閾值時，發(fā)出火情報警信號，在發(fā)出火情報警信號后，基于所述火情像素比例數(shù)值在所述火情面積對照表中查找對應的檢測面積，采用GPS定位設備確定在所述檢測面積內的多條目標路段，通過所述無人機驅動設備控制無人機以所述拍攝高度飛行到每一條目標路段的上方，命令所述數(shù)字相片拍攝設備1拍攝每一條目標路段的目標路段圖像，控制所述擁堵指數(shù)分析設備3以基于所述目標路段圖像計算每一條目標路段的路段擁堵指數(shù)，將所述檢測面積和每一條目標路段的路段擁堵指數(shù)通過所述無線通信接口發(fā)送到所述當?shù)叵揽刂破脚_。
[0028]其中，所述主控制器4在發(fā)出火情報警信號后，還將所述火情報警信號和所述火情發(fā)生位置通過所述無線通信接口發(fā)送到所述當?shù)叵揽刂破脚_，并控制所述紅外溫度傳感器，以將所述火情發(fā)生位置處的氣溫通過所述無線通信接口發(fā)送到所述當?shù)叵揽刂破脚_。
[0029]其中，所述基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)還可以包括照明設備，用于為所述數(shù)字相片拍攝設備1拍攝巡邏區(qū)域圖像或目標路段圖像提供輔助照明，所述數(shù)字相片拍攝設備1可包括35毫米定焦鏡頭和三軸穩(wěn)定平臺，所述數(shù)字相片拍攝設備1的供電電壓可選為6伏，所述控制器4還可包括圖像編碼器，在所述主控制器4發(fā)出所述火情報警信號后，所述圖像編碼器基于MPEG-2壓縮編碼標準對所述巡邏區(qū)域圖像執(zhí)行圖像編碼，將編碼后的巡邏區(qū)域圖像通過所述無線通信接口發(fā)送到所述當?shù)叵揽刂破脚_，以減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
[0030]其中，所述存儲設備中存儲的所述火焰上限灰度閾值、所述火焰下限灰度閾值、所述煙霧上限灰度閾值、所述煙霧下限灰度閾值、所述路段上限灰度閾值、所述路段下限灰度閾值、所述預設火情比例閾值或所述火情面積對照表，在沒有所述用戶輸入設備的相應用戶輸入時，可選用出廠默認值。
[0031]另外，在自然界中，當物體的溫度高于絕對零度時，由于它內部熱運動的存在，就會不斷地向四周輻射電磁波，其中就包含了波段位于0.75?100 μ m的紅外線，紅外溫度傳感器就是利用這一原理制作而成的。
[0032]紅外線是一種人眼看不見的光線，但事實上它和其它任何光線一樣，也是一種客觀存在的物質。任何物體只要它的溫度高于熱力學零度，就會有紅外線向周圍輻射。紅外線是位于可見光中紅色光以外的光線，故稱紅外線。它的波長范圍大致在0.75?100 μπι的頻譜范圍之內。紅外輻射的物理本質是熱輻射。物體的溫度越高，輻射出來的紅外線越多，紅外輻射的能量就越強。研宄發(fā)現(xiàn)，太陽光譜的各種單色光的熱效應從紫色光到紅色光是逐漸增大的，而且最大的熱效應出現(xiàn)在紅外輻射的頻率范圍之內，因此人們又將紅外輻射稱為熱輻射或者熱射線。
[0033]紅外溫度傳感器的傳感原理是，利用輻射熱效應，使探測器件接收輻射能后引起溫度升高，進而使傳感器中一欄與溫度的性能發(fā)生變化。檢測其中某一性能的變化，便可探測出輻射。多數(shù)情況下是通過賽貝克效應來探測輻射的，當器件接收輻射后，引起一非電量的物理變化，也可通過適當變化變?yōu)殡娏亢筮M行測量。
[0034]采用本實用新型的基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)，針對現(xiàn)有消防監(jiān)控系統(tǒng)反應速度慢、提供數(shù)據(jù)不全面、無法適應復雜地形的技術問題，使用靈活快捷的無人機搭載平臺，引入圖像采集處理設備進行火情分析，根據(jù)火情嚴重程度，決定火情發(fā)生位置附近檢測擁堵指數(shù)的面積的大小，為消防部門提供精確的即時數(shù)據(jù)，保證了消防部門的救災效果。
[0035]可以理解的是，雖然本實用新型已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本實用新型。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本實用新型技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術方案保護的范圍內。
【權利要求】
1.一種基于火情分析的消防監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控系統(tǒng)設置在無人機上，包括數(shù)字相片拍攝設備、火情分析設備、擁堵指數(shù)分析設備和主控制器，所述數(shù)字相片拍攝設備用于拍攝巡邏區(qū)域圖像或目標路段圖像，所述火情分析設備用于對所述巡邏區(qū)域圖像執(zhí)行火情分析，所述主控制器基于所述火情分析結果確定無人機檢測路段擁堵指數(shù)的檢測面積，所述擁堵指數(shù)分析設備用于基于所述目標路段圖像執(zhí)行路段擁堵指數(shù)分析，所述目標路段為所述無人機檢測路段擁堵指數(shù)的檢測面積內到達火情發(fā)生位置的路段。
【文檔編號】G08B17/00GK204229577SQ201420543963
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月20日 優(yōu)先權日:2014年9月20日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:無錫北斗星通信息科技有限公司