嵌入式火災圖像探測與自主滅火系統(tǒng)的研究.pdf

1、火災是城市中頻發(fā)性最高、危害性和影響力最強的災害之一。為了實現(xiàn)早期火災監(jiān)測報警和自動滅火，使早期火災得到及時地控制和撲救，最大限度地減少財產(chǎn)損失和人員傷亡，在工業(yè)和民用建筑、商場、賓館、圖書館、科研和商業(yè)部門，配備火災報警和自動滅火系統(tǒng)已成為必要?；馂膱缶妥詣訙缁鹣到y(tǒng)對現(xiàn)代建筑起著極其重要的安全保障作用。
　　火災圖像探測與自主滅火系統(tǒng)綜合運用了火災科學、計算機視覺、圖像技術(shù)、模式識別與人工智能等高新技術(shù)，具有高效的火災防治能力

2、。目前主要是火災圖像探測和自動滅火相互分離、獨立布置的產(chǎn)品，有少部分特殊環(huán)境應用的一體化產(chǎn)品，其價格昂貴，結(jié)構(gòu)復雜，不適合大范圍推廣。論文在對火災圖像探測識別、定位和滅火控制方法研究的基礎(chǔ)上，運用ARM嵌入式技術(shù)把火災圖像探測和自主滅火有機的集成為一體，簡化了消防設(shè)備布置，降低了成本。
　　論文首先綜述了當前國內(nèi)外火災探測和滅火技術(shù)的研發(fā)現(xiàn)狀，研究了火災視頻圖像的增強、中值濾波和形態(tài)學濾波等圖像預處理技術(shù)；采用背景差法獲得監(jiān)視場景

3、信息，并利用改進的背景更新算法，對背景進行實時更新；應用了一種基于遺傳算法（Genetic Algorithm，簡稱 GA）優(yōu)化的最大類間方差分割法（又叫大律法，簡稱Otsu），對火災火焰目標進行了有效的分割；分析了火災火焰圖像的特征，通過火災火焰圖像蔓延增長、相似度和邊緣抖動等特征的提取，給出了火災的判別算法，并進行了相應的實驗驗證。
　　實現(xiàn)火災的識別后，須進行火災自主滅火。自主滅火關(guān)鍵技術(shù)是要準確實現(xiàn)火源的空間定位。在建立了

4、攝像機的幾何模型后，得到了空間坐標點和圖像坐標點的映射關(guān)系，研究了攝像機的標定方法，給出了具體的標定算法；根據(jù)雙目跟蹤定位的原理，在詳細分析了單目掃描式空間定位法的基礎(chǔ)上，應用極線幾何的方法來計算三維空間坐標，從而增強系統(tǒng)的適應性，提高系統(tǒng)定位精度。
　　在對火災圖像探測技術(shù)和自主定位滅火方法研究的基礎(chǔ)上，論文根據(jù)早期火災的特點，結(jié)合系統(tǒng)的技術(shù)要求，提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案；按功能將系統(tǒng)劃分為幾個模塊，詳細討論了以ARM嵌入式芯片