[發(fā)明專利]一種火焰視覺測距裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810981690.1
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108761436B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋學軍;顧文良;宣蔚晶;宋寅
• 申請（專利權(quán)）人: 上海崗消網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
• 主分類號: G01S11/12
• 分類號: G01S11/12
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔡彭君

本發(fā)明涉及一種火焰視覺測距裝置及方法，包括用于拍攝火焰的攝像頭和用于接收攝像頭采集的圖像并識別火焰的控制器，裝置還包括用于固定并調(diào)節(jié)攝像頭角度的云臺，控制器包括存儲器和處理器、以及存儲與存儲器并由處理器執(zhí)行的程序，處理器執(zhí)行程序時實現(xiàn)以下步驟：識別得到火焰區(qū)域后將攝像頭對準火焰區(qū)域的中心點；旋轉(zhuǎn)攝像頭至火焰區(qū)域中的另一點并記錄旋轉(zhuǎn)角度；計算兩個點之間的像素點個數(shù)；基于像素點個數(shù)、旋轉(zhuǎn)角度和攝像頭的預標定參數(shù)得到火焰區(qū)域與攝像頭之間的距離。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過三角函數(shù)和像素點計算距離，克服了現(xiàn)有技術(shù)視覺火焰識別只能簡單報警的困境，可以大大提高火焰視覺技術(shù)的應(yīng)用范圍和場景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種消防技術(shù)，尤其是涉及一種火焰視覺測距裝置及方法。

背景技術(shù)

火災(zāi)具有巨大破壞性，因此人們對于火災(zāi)防治非常重視，也投入了大量的人力物力進行火災(zāi)防治、檢測和消除技術(shù)的研發(fā)。

火焰由各種燃燒生成物、中間物、高溫氣體、碳氫物質(zhì)以及無機物質(zhì)為主體的高溫固體微粒構(gòu)成。火焰的熱輻射具有離散光譜的氣體輻射和連續(xù)光譜的固體輻射。不同燃燒物的火焰輻射強度、波長分布有所差異，但總體來說，其對應(yīng)火焰溫度的近紅外波長域及紫外光域具有很大的輻射強度，根據(jù)這種特性可制成火焰?zhèn)鞲衅鳌?/p>

例如遠紅外火焰?zhèn)鞲衅鳎梢杂脕硖綔y火源或其它一些波長在700納米～1000納米范圍內(nèi)的熱源。在機器人比賽中，遠紅外火焰探頭起著非常重要的作用，它可以用作機器人的眼睛來尋找火源或足球。利用它可以制作滅火機器人、足球機器人等。遠紅外火焰?zhèn)鞲衅髂軌蛱綔y到波長在700納米～1000納米范圍內(nèi)的紅外光，探測角度為60，其中紅外光波長在880納米附近時，其靈敏度達到最大。遠紅外火焰探頭將外界紅外光的強弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化，通過A/D轉(zhuǎn)換器反映為0～255范圍內(nèi)數(shù)值的變化。外界紅外光越強，數(shù)值越小；紅外光越弱，數(shù)值越大。

或者紫外火焰?zhèn)鞲衅鳎梢杂脕硖綔y火源發(fā)出的400納米以下熱輻射。原理介紹：通過下紫外光，可根據(jù)實際設(shè)定探測角度，紫外透射可見吸收玻璃(濾光片)能夠探測到波長在400納米范圍以其中紅外光波長在350納米附近時，其靈敏度達到最大。紫外火焰探頭將外界紅外光的強弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化，通過A/D轉(zhuǎn)換器反映為0～255范圍內(nèi)數(shù)值的變化。外界紫外光越強，數(shù)值越小；紫外光越弱，數(shù)值越大。

但是隨著計算機技術(shù)和圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的基于火焰?zhèn)鞲衅骷軜?gòu)的裝置已經(jīng)不能滿足實際需求，于是視頻火焰檢測裝置收到了人們越來越多的關(guān)注。

常見的視頻檢測裝置只能做到對區(qū)域掃描后，根據(jù)圖像算法檢測出疑似火焰發(fā)生區(qū)域以及識別火焰的方向，但是并不能測算出該區(qū)域與裝置之間實際的距離，這樣的裝置只能為火災(zāi)報警提供信號輸出，并不能幫助消防裝置自動化預處理提供支持和幫助。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種火焰視覺測距裝置及方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種火焰視覺測距裝置，包括用于拍攝火焰的攝像頭和用于接收攝像頭采集的圖像并識別火焰的控制器，所述裝置還包括用于固定并調(diào)節(jié)攝像頭角度的云臺，控制器包括存儲器和處理器、以及存儲與存儲器并由處理器執(zhí)行的程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)以下步驟：

識別得到火焰區(qū)域后將攝像頭對準火焰區(qū)域的中心點；

旋轉(zhuǎn)攝像頭至火焰區(qū)域中的另一點并記錄旋轉(zhuǎn)角度；

計算兩個點之間的像素點個數(shù)；

基于像素點個數(shù)、旋轉(zhuǎn)角度和攝像頭的預標定參數(shù)得到火焰區(qū)域與攝像頭之間的距離。

所述攝像頭的預標定參數(shù)包括不同距離下的像素長度，

所述基于像素點個數(shù)、旋轉(zhuǎn)角度和攝像頭的與標定參數(shù)得到火焰區(qū)域與攝像頭之間的距離，具體包括：