[發明專利]一種基于多分類器的火焰檢測方法

在審

• 申請號: 202010975673.4
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112101232A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 宋荊洲;邵宇鷹;彭鵬;張睿;陸啟宇;陳思昊;楊輝華;陳怡君
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;北京郵電大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/62
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

本發明提供一種基于多分類器的火焰檢測方法，包含步驟：S1、基于自適應參數更新的前景提取方法，提取所采集圖像中的前景區域；S2、基于所述前景區域是否為火焰區域，通過顏色、形狀、運動、溫度分類器分別對前景區域進行分類并投票；S3、計算每個分類器投票值的權重，根據每個分類器的投票值及對應的權重，判斷前景區域是否為火焰區域。本發明采用顏色，形狀，運動，溫度四種分類器綜合生成火焰區域判斷結果，有效地解決了環境光照等對判斷結果的干擾。通過使用四種分類器，有效地實現了數據降維，降低了算法的時間復雜度，具有良好的實時性。

技術領域

本發明涉及電力應急機器人滅火作業領域，特別涉及一種基于多分類器的火焰檢測方法。

背景技術

近年來，自然災害頻發多發，世界多地陸續發生大面積停電事故，且在進行電力應急滅火作業過程中發生了人員傷亡事故，造成了巨大的人員和財產損失，電力應急管理體系建設和智能電力應急滅火作業越來越受到重視。電力故障應急處理有著特殊的危險性，如不可預知的二次爆炸、火災產生的高溫和有毒有害氣體等，應急人員往往無法在保證人身安全的前提下第一時間深入現場，對變電站、開關站、配電房等室內故障進行迅速處置，進而延誤了應急消防作業的最佳時機。

隨著人工智能的快速發展，制造業的生產方式也在逐步發生變革。近些年，環境感知技術在應急作業機器人領域大放異彩，基于機器視覺的感知技術可以獲取機器人周邊環境的二維或三維圖像信息，進而可以對作業環境進行感知。

傳統的基于采集圖像信息的火焰檢測算法多采用基于火焰顏色特征和動態特征的方法，這些方法易受環境的光照和其他運動干擾物的影響，而目前一些基于淺層機器學習或深度學習的方法往往會產生高維的特征向量，算法時間復雜度過高，對機器人的硬件配置有較高的要求，無法保證火焰檢測算法的實時性。

如何通過實時采集的圖像信息，快速、自動、準確地檢測圖像中是否有火焰，預防電力系統火災事故的發生是目前急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于多分類器的火焰檢測方法，通過機器人采集前端廠房內的圖像，通過本發明提取圖像中的前景區域，并通過顏色、形狀、運動、溫度四種分類器綜合生成火焰區域判定結果，實現從復雜的廠房圖像中準確的判斷火焰區域的功能。

為了達到上述目的，一種基于多分類器的火焰檢測方法，包含步驟：

S1、基于自適應參數更新的前景提取方法，提取所采集圖像中的前景區域；

S2、基于所述前景區域是否為火焰區域，通過顏色、形狀、運動、溫度分類器分別對前景區域進行分類并投票；

S3、計算每個分類器投票值的權重；根據每個分類器的投票值及對應的權重，判斷前景區域是否為火焰區域。

步驟S1中具體包含：

S11、收集前N幀圖像建立背景模型，所述背景模型為樣本集G(x_i)＝{G₁(x_i),...,G_k(x_i),...,G_N(x_i)}；其中x_i表示第i個像素點，樣本G_k(x_i)表示像素點x_i在第k幀圖像的像素值；

S12、基于所述背景模型，判斷x_i是否屬于前景區域，方法如下：