[發(fā)明專利]利用單目攝像機(jī)定位地面火災(zāi)的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310181603.1
• 申請(qǐng)日: 2013-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN103285548A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳海彬;馬森晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): A62C37/00
• 分類號(hào): A62C37/00
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于攝像的火災(zāi)定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種利用單目攝像機(jī)定位地面火災(zāi)的方法及裝置。?

背景技術(shù)

火災(zāi)給人們的生產(chǎn)生活造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失，如何快速有效地找到火源并滅火，將火災(zāi)造成的損失降到最小是急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。對(duì)于智能化的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，關(guān)鍵技術(shù)之一就是要在最短的時(shí)間內(nèi)鎖定火源目標(biāo)，準(zhǔn)確定位火源的位置，并為噴水滅火做好準(zhǔn)備。?

傳統(tǒng)的基于紅外傳感器的定位方法受炮體運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)、外界溫度變化、電磁干擾等因素的影響，容易造成漏報(bào)，誤報(bào)等現(xiàn)象，并且這種傳感器類探測(cè)裝置不能完整識(shí)別火焰的形狀和大小，也就無法使落水點(diǎn)正好落在火焰的中心，滅火效率較低。?

現(xiàn)有的針對(duì)圖像的火災(zāi)定位方法，采用的是兩個(gè)攝像機(jī)形成立體視覺來獲得火災(zāi)坐標(biāo)，定位方法繁瑣復(fù)雜，技術(shù)要求高，安裝調(diào)試?yán)щy。雙目攝像立體視覺系統(tǒng)在定位前，考慮到攝像頭的各種畸變因素，需要對(duì)攝像頭進(jìn)行標(biāo)定矯正，標(biāo)定過程復(fù)雜專業(yè)，在實(shí)際應(yīng)用中，難以普及。雙目攝像定位需要對(duì)場(chǎng)所內(nèi)攝像頭位置進(jìn)行固定安裝，針對(duì)不同場(chǎng)合，需要重新計(jì)算及建立坐標(biāo)系，計(jì)算各個(gè)攝像頭與坐標(biāo)系間位置關(guān)系，提取火源位置算法復(fù)雜，環(huán)境適應(yīng)性差，實(shí)時(shí)性不高。專利200910033034申請(qǐng)公開的“一種基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的火災(zāi)智能探測(cè)、撲滅方法及系統(tǒng)”，采用雙目視差方法來進(jìn)行火災(zāi)定位，但它未對(duì)雙目攝像頭進(jìn)行標(biāo)定，未考慮攝像頭各種畸變因素，定位精度差，自適應(yīng)性差。專利201110238242申請(qǐng)公開的“雙目攝像火災(zāi)探測(cè)與定位裝置及其火災(zāi)定位方法”，通過調(diào)整兩臺(tái)攝像頭對(duì)火災(zāi)根部圖像坐標(biāo)與圖像中心坐標(biāo)重合形成三角關(guān)系來定位火災(zāi)，由于不同角度采集到的火焰根部圖像位置不同，在一定程度上無法滿足理想的三角關(guān)系，使算法結(jié)果與實(shí)際存在偏差，定位精度不高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用單目攝像機(jī)定位地面火災(zāi)的方法及裝置，該方法及裝置不僅定位精度高，定位速度快，而且定位方法簡單，技術(shù)要求低，易于安裝調(diào)試。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種利用單目攝像機(jī)定位地面火災(zāi)的方法，將單目攝像機(jī)設(shè)置在被監(jiān)控地面區(qū)域上方，然后驅(qū)動(dòng)所述單目攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)掃描被監(jiān)控地面區(qū)域以獲取監(jiān)控圖像，當(dāng)監(jiān)控圖像中出現(xiàn)火焰對(duì)象時(shí)，以火焰對(duì)象所成圖像底邊中心為基準(zhǔn)點(diǎn)，在所述監(jiān)控圖像中指定一點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)所述單目攝像機(jī)移動(dòng)，使所述基準(zhǔn)點(diǎn)與指定點(diǎn)重合，以噴水滅火。?

進(jìn)一步的，該方法包括以下步驟：?

步驟1：將裝有單目攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于被監(jiān)控地面區(qū)域的中心上方；

步驟2：所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，調(diào)整所述單目攝像機(jī)的俯角，使單目攝像機(jī)的視角可以覆蓋被監(jiān)控地面區(qū)域的整個(gè)半徑區(qū)域；

步驟3：所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述單目攝像機(jī)進(jìn)行水平轉(zhuǎn)動(dòng)，掃描被監(jiān)控地面區(qū)域，獲取監(jiān)控圖像；

步驟4：所述單目攝像機(jī)將監(jiān)控圖像實(shí)時(shí)傳送給控制器，所述控制器判斷監(jiān)控圖像內(nèi)是否有火焰對(duì)象，是則控制所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并轉(zhuǎn)步驟5，否則按照步驟3繼續(xù)掃描；

步驟5：提取火焰對(duì)象所成圖像底部中心在監(jiān)控圖像中的坐標(biāo)和所述監(jiān)控圖像中指定點(diǎn)的坐標(biāo)，并計(jì)算把火焰對(duì)象所成圖像底部中心移動(dòng)到所述指定點(diǎn)，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)需轉(zhuǎn)過的水平轉(zhuǎn)角和豎直轉(zhuǎn)角；

步驟6：驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)過所述水平轉(zhuǎn)角和豎直轉(zhuǎn)角定位火源，以噴水滅火。

進(jìn)一步的，所述指定點(diǎn)是所述監(jiān)控圖像中心點(diǎn)，或是監(jiān)控圖像中心點(diǎn)上方朝向校正后的點(diǎn)。?

進(jìn)一步的，在步驟1中，如果所述單目攝像機(jī)的視角無法覆蓋被監(jiān)控地面區(qū)域的整個(gè)半徑區(qū)域，則將整個(gè)半徑區(qū)域沿徑向劃分為多個(gè)區(qū)段，按一定的順序?qū)Ω鲄^(qū)段進(jìn)行掃描。?

進(jìn)一步的，所述步驟6還包括：基于水的重力作用，估算所述單目攝像機(jī)的俯角補(bǔ)償角度，并驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)過相應(yīng)角度。?

本發(fā)明還提供了一種利用單目攝像機(jī)定位地面火災(zāi)的裝置，包括設(shè)于被監(jiān)控地面區(qū)域中心上方且可進(jìn)行水平和豎直轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)于所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的單目攝像機(jī)以及分別與所述單目攝像機(jī)和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接的控制器；?

所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于在所述控制器控制下，帶動(dòng)所述單目攝像機(jī)在水平面和豎直面上轉(zhuǎn)過相應(yīng)角度；所述單目攝像機(jī)用于掃描被監(jiān)控地面區(qū)域，獲取監(jiān)控圖像，并將監(jiān)控圖像實(shí)時(shí)傳送給所述控制器；所述控制器用于控制所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的啟停及在水平面和豎直面上轉(zhuǎn)過設(shè)定的角度，還用于對(duì)監(jiān)控圖像進(jìn)行處理，判斷是否有火焰對(duì)象，提取監(jiān)控圖像中任意指定點(diǎn)的坐標(biāo)，并計(jì)算將監(jiān)控圖像中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)需轉(zhuǎn)過的水平轉(zhuǎn)角和豎直轉(zhuǎn)角。