[發明專利]一種火災監測系統與方法

在審

• 申請號: 202010885455.1
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111882812A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 丁國鋒
• 申請（專利權）人: 北京英特威視科技有限公司
• 主分類號: G08B17/12
• 分類號: G08B17/12
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 盧業強

1.一種火災監測系統，其特征在于，包括：中央處理單元，與中央處理單元相連的信號調理模塊和電機驅動模塊，與信號調理模塊相連的紅外傳感器，與電機驅動模塊相連的用于驅動轉動頭的水平電機，還包括與轉動頭機械交連的光處理裝置，光處理裝置用于在轉動頭的帶動下，通過在360°范圍內進行水平掃描、同時在豎直平面掃描來收集光線，并對光線進行反射、聚焦、濾波處理后，使包含火災特征波段的多個波段光譜輪流投射到紅外傳感器的靶面上。

2.根據權利要求1所述的火災監測系統，其特征在于，所述信號調理模塊包括相互連接的前置放大器和數據采集電路。

3.根據權利要求2所述的火災監測系統，其特征在于，所述光處理裝置包括：與電機驅動模塊相連的切換電機和豎直電機，還包括安裝在轉動頭上的主反射鏡、位于轉動頭下方主要由多個反射鏡組成的光學吊艙、位于光學吊艙下方安裝在轉盤上的第一濾光片和第二濾光片，光線經主反射鏡及光學吊艙內的多個反射鏡后照射到第一濾光片或第二濾光片上；主反射鏡在轉動頭帶動下水平旋轉，同時還在豎直電機驅動下以明顯高于水平旋轉速度的速度在豎直平面旋轉；主反射鏡水平旋轉一周或半周為一個掃描周期，在每個掃描周期結束時，切換電機帶動轉盤水平旋轉，將與光學吊艙對正的第一濾光片或第二濾光片切換為第二濾光片或第一濾光片；第一濾光片能夠透過火災特征波段的光譜，第二濾光片能夠透過不同于所述火災特征波段的光譜。

4.根據權利要求1所述的火災監測系統，其特征在于，所述系統還包括：與中央處理單元相連的攝像機，與電機驅動模塊相連的俯仰電機，攝像機和俯仰電機安裝在轉動頭上，轉動頭帶動攝像機水平旋轉，俯仰電機能夠通過俯仰機構帶動攝像機在豎直平面轉動；中央處理單元通過對由攝像機輸入的視頻信號進行處理判斷是否發生火災。

5.根據權利要求4所述的火災監測系統，其特征在于，判斷是否發生火災的方法包括以下步驟：

實時獲取攝像機水平旋轉時拍攝的圖像f_t(θ_i)，f_t(θ_i)表示當前掃描周期即第t個掃描周期、攝像機光軸方向的方位角為θ_i時拍攝的一幀視頻圖像，i＝1,2,3,…；

對當前掃描周期和上一掃描周期獲得的視頻圖像求差分：Δf_t(θ_i)＝f_t(θ_i)-f_t-1(θ_i)；

將Δf_t(θ_i)輸入卷積神經網絡，若卷積神經網絡的輸出大于設定閾值，則認為發生火災。

6.根據權利要求5所述的火災監測系統，其特征在于，所述系統還包括與中央處理單元相連的角度傳感器和限位開關。

7.一種應用權利要求3所述系統進行火災探測的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，在每個掃描周期，實時采集由紅外傳感器輸出經信號調理模塊放大變換后的電壓信號，并保存每個數據點的數值；

步驟2，在第一濾光片工作的掃描周期，如果發現某個數據點的數值大于設定的閾值，則所述數據點為疑似點；搜索所述疑似點周邊的數據點，生成由多個相鄰的疑似點組成的疑似區域，計算疑似區域內所有疑似點數值的平均值M_n；

步驟3，遍歷所述掃描周期前一個掃描周期的數據點，生成與所述掃描周期疑似區域對應的疑似區域，并計算疑似區域內所有疑似點數值的平均值M_n-1，若沒有生成疑似區域，置M_n-1＝0；

步驟4，根據M_n、M_n-1和M_n-2的大小按以下步驟進行火災檢測，M_n-2為當前掃描周期前兩個掃描周期的疑似區域的平均值：

步驟4.1，若L_fire＝0，且M_n/M_n-1≥C₁，M_n/M_n-2≥C₂，則判為發生火災，置L_fire＝1；L_fire為火災標志，L_fire＝0表示沒有火災；L_fire＝1表示發生火災，C₁、C₂為設定的閾值；

步驟4.2，若L_fire＝0，且M_n-1＝M_n-2＝0，M_n0，則判為發生火災，置L_fire＝1；

步驟4.3，若L_fire＝0，且M_n-2＝0，M_n/M_n-1≥C₁，則判為發生火災，置L_fire＝1；

步驟4.4，若L_fire＝0，且M_n-1＝0，M_n/M_n-2≥C₂，則判為發生火災，置L_fire＝1；

步驟4.5，若L_fire＝1，且M_n/M_n-1≥C₁，則判為發生火災，保持火災標志L_fire＝1。