[發明專利]一種基于機器視覺的自主尋的消防水炮系統及控制方法

在審

• 申請號: 201611078826.5
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106693261A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 裴煒冬;蕭達安;吳海;朱錚濤;江秀娟;黃紹偉;黎勉;雷霽;曾暉;周浩偉;謝一豪;張丹丹
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: A62C37/00
• 分類號: A62C37/00;A62C31/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明是一種基于機器視覺的自主尋的消防水炮系統及控制方法，屬于基于機器視覺的自主尋的消防水炮系統及控制方法的創新技術。

背景技術

目前，大型油罐等設施發生火警時，消防人員需要在距離起火點幾十米的范圍內操控水炮進行滅火，其自身的生命安全受到嚴重威脅；具有自擺功能的水炮雖然無需消防人員操控，但是不能有效尋找到最需要噴水降溫的高溫點。

發明內容

本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種基于機器視覺的自主尋的消防水炮系統。本發明可在無人操控的情況下自動識別起火油罐的最高溫度點，并驅動移動水炮對該點進行自動噴水降溫。采用本發明的系統，大型油罐等設施火警升級時，消防人員可撤離到安全距離之外，水炮則仍可執行滅火任務，從而有效保護消防人員的生命安全，減小事故造成的損失。且本發明結構簡單，成本低廉、操作方便。

本發明的另一目的在于提供一種基于機器視覺的自主尋的消防水炮系統的控制方法。本發明的控制方法使目標溫度分辨率高，水炮旋轉角度控制精確。

本發明的技術方案是：本發明的基于機器視覺的自主尋的消防水炮系統，包括有輸入系統、控制系統以及輸出系統，輸入系統的輸出端與控制系統的輸入端連接，控制系統的輸出端與輸出系統的輸入端連接。

本發明的基于機器視覺的自主尋的消防水炮系統的控制方法，包括有如下步驟：

1）輸入系統獲取紅外熱像圖，并計算出最高溫度點的坐標；

2）輸入系統把最高溫度點的坐標發送到PLC；

3）PLC接收到數據后產生相應的控制脈沖信號；

4）PLC將控制脈沖信號發送到伺服驅動單元以驅動伺服電機的旋轉。

本發明基于機器視覺的自主尋的消防水炮系統由于采用包括有輸入系統、控制系統以及輸出系統的結構，輸入系統獲取紅外熱像圖，并計算出最高溫度點的坐標，再發送到控制系統，控制系統接收到數據后作出相應的動作（即產生相應的脈沖信號），并發送到輸出系統以驅動輸出系統的動作。本發明可在無人操控的情況下自動識別起火油罐的最高溫度點，并驅動移動水炮對該點進行自動噴水降溫。采用本發明的系統，大型油罐等設施火警升級時，消防人員可撤離到安全距離之外，水炮則仍可執行滅火任務，從而有效保護消防人員的生命安全，減小事故造成的損失。且本發明結構簡單，成本低廉、操作方便。另外，本發明通過紅外熱成像儀獲取紅外熱像圖，由于熱像圖受可見光的影響較小，因此圖像的干擾物體比較少。此外，本發明把紅外熱像圖通過以太網傳輸到計算機上進行下一步的處理。由于熱像圖的溫度值高低與像素值的高低成正比關系，因此可遍歷整張圖像的各個像素值尋找圖像的高溫點部分,在一張圖像中，由于紅外熱像圖是灰度圖，像素值在0-255間，溫度值越高，像素值越高。因此在尋找最高溫點時只需要遍歷圖像尋找像素值最高點即可。但是在一張圖像中，可能會存在各種高溫干擾物，有必要對其進行去除，以免造成系統誤判。結合該系統具體的工作環境，也就是在火災現場，物體是由大片的火源致使其溫度急劇升高，因此在現場的高溫物體面積比較大，本發明利用了高溫閾值法和水平垂直投影法對其進行干擾去除。本發明的自主尋的消防水炮系統實現了自動尋找目標最高溫度點并驅動電機旋轉水炮，使其對準最高溫度點進行噴水的功能。本發明是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的自主尋的消防水炮系統。本發明的控制方法使目標溫度分辨率高，水炮旋轉角度控制精確。

附圖說明

圖1為本發明系統的原理圖。

圖2為本發明的控制流程圖。

圖3為本發明伺服電機的控制流程圖。

實施例：

本發明的結構示意圖如圖1所示，本發明的基于機器視覺的自主尋的消防水炮系統，包括有輸入系統、控制系統以及輸出系統，輸入系統的輸出端與控制系統的輸入端連接，控制系統的輸出端與輸出系統的輸入端連接。

本實施例中，上述輸入系統包括有熱成像儀及計算機，熱成像儀的信號輸出端與計算機的輸入端連接，計算機的輸出端與控制系統的輸入端連接。輸入系統獲取紅外熱像圖，并計算出最高溫度點的坐標，再發送到控制系統，控制系統接收到數據后作出相應的動作（即產生相應的脈沖信號），并發送到輸出系統以驅動輸出系統的動作。上述控制系統包括有PLC、伺服驅動單元，PLC的輸入端與輸入系統的輸出端連接，PLC的輸出端與伺服驅動單元的輸入端連接。上述輸出系統是伺服電機，伺服電機驅動水炮工作。