【正文】 等 技術(shù)，將攝像頭采集的火災(zāi)火源的圖像經(jīng)過相應(yīng)的變換，轉(zhuǎn)換成實(shí)際的世界坐標(biāo)，并結(jié)合高壓水炮和攝像機(jī)各參數(shù)，直接計(jì)算出高壓水炮的定位參數(shù)。 第 1 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖像型火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)中的高壓水炮定位技術(shù)的研究 摘要 隨著大空間火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的研究，傳統(tǒng)的消防已經(jīng)不適用于大空間的滅火，為了克服傳統(tǒng)滅火系統(tǒng)的不足，在此基礎(chǔ)上本文提出了利用高壓水炮進(jìn)行定點(diǎn)滅火的技術(shù)。 本論文重點(diǎn)研究的是基于圖像型火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)中的高壓水炮定位問題。 關(guān)鍵字 ：火災(zāi)探測(cè)、計(jì)算機(jī)視覺、高壓水炮定位 第 2 頁(yè) Image Type Fire Detection System of Water Cannon Positioning Technology Research Abstract With the large space of fire detection technology research,the traditional fire has not used for large space of order to overe the deficiency of traditional fireextinguishing systems,on the basis of this proposed using water cannon fire on the dot. In system has achieved fire detection is proposed on the basis of the water cannon space positioning technologies. Also in the cases of fire,after in various characteristics of fire and elimination of interference,using the puter calculation of fire in this paper the positioning algorithm has accurate positioning,identification and puting speed and high performance characteristics and so on. This paper based on puter graphics, digital image processing technology, puter vision, camera image acquisition of fire source through the corresponding the actual world coordinates and bined with water cannon and camera also can calculate water cannon positioning parameters. This paper focuses on the research of Image type fire detection system is based on the water cannon positioning the method for spatial geometric positioning and on the basis of its positioning matlab algorithm is fire binary images of center the center coordinates is calculated by localization algorithm of actual space coordinates of calculated with water cannon fire source and the distance with the axis of the water barrel axis Angle, again drive water cannon fire were fixed. The paper studies of puter vision, digital image processing and matlab related knowledge and plete a water cannon. It used main application spatial localization method of geometric algorithm bining with fire, and realized the positioning. Key words:Fire detection Computer vision Water cannon position 第 3 頁(yè) 目錄 1 緒論 ............................................................. 5 課題背景 ..................................................... 5 國(guó)內(nèi)外研究和開發(fā)現(xiàn)狀 ......................................... 6 實(shí)現(xiàn)功能 ..................................................... 8 論文整體介紹 ................................................. 8 2 圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù) .............................................. 10 概述 ........................................................ 10 原理介紹 .................................................... 10 火災(zāi)圖像的分割處理 .......................................... 11 區(qū)域生長(zhǎng)法分割圖像 ...................................... 11 最大方差自動(dòng)取閾法 ...................................... 11 火災(zāi)圖像的仿真處理 .......................................... 13 圖像預(yù)處理 .............................................. 13 圖像分割與特征提取 ...................................... 19 灰度閾值分析 ............................................ 20 3 基于計(jì)算機(jī)視覺的高壓水炮定位的研究 .............................. 22 計(jì)算機(jī)視覺 .................................................. 22 定義及原理 .............................................. 22 計(jì)算機(jī)視覺的方法及其應(yīng)用 ................................ 23 計(jì)算機(jī)視覺與圖像處理、 圖像分析的異同 .................... 23 第 4 頁(yè) 空間定位雙目成像原理 ........................................ 24 雙目定位算法中彩色圖片中火災(zāi)位置的確定 ...................... 26 火災(zāi)空間定位的優(yōu)化算法 ...................................... 29 實(shí)用傳統(tǒng)雙目定位算法的缺陷 .............................. 29 改進(jìn)的空間定位算法 ...................................... 30 4 高壓水炮的空間定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) ................................ 34 高壓水炮定位算法 ............................................ 34 高壓水炮的空間定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................ 34 高壓水炮的空間定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) .................................. 35 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論 .............................................. 39 總結(jié) .............................................................. 40 致謝 .............................................................. 41 參考文獻(xiàn) .......................................................... 42 附錄 1 圖像型火災(zāi)探測(cè)仿真程序 ..................................... 43 附錄 2 高壓水炮定位程序 ........................................... 46 第 5 頁(yè) 1 緒論 課題背景 圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)采用 CCD 攝像機(jī)攝取的視頻圖像進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)，可以免受空間高度和氣流的影響；采用了多重判據(jù)，克服了現(xiàn)有火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)因判據(jù)單一而遇到的困難，使火災(zāi)探測(cè)的靈敏度和可靠性都得到很大的提高，由此可見，圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)必將有著廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的火災(zāi)探測(cè)技術(shù)有感溫、感煙、感光及復(fù)合型等模式。 高壓水炮定位系統(tǒng)在消防安全中具有重要的地位和作用，它能夠在發(fā)生 火災(zāi)時(shí)，保護(hù)火災(zāi)區(qū)域內(nèi)的人身安全和建筑物建筑結(jié)構(gòu)的安全。還將大大縮減聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，簡(jiǎn)化消防設(shè)備的布置，降低了成本。國(guó)外對(duì)這種易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所的消防安全相當(dāng)重視，如日本、英國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)制訂了相應(yīng)的法律和規(guī)范，明確規(guī)定在以上場(chǎng)所必須配備高壓水炮系統(tǒng)?？紤]到大型空間的空曠性，普通噴淋系統(tǒng)在這些場(chǎng)所的管路布置也較為困難，在某些特殊場(chǎng)合布置普通水噴淋系統(tǒng)還會(huì)破壞建筑的內(nèi)部美感，因此普通噴淋系統(tǒng)不適于大空間建筑的內(nèi)部防火。根據(jù)燃燒學(xué)的原理，在火焰燃燒時(shí)，其放出的能量 95%集中于紅外波段。 由于視覺所接受的信息是以光為傳播媒介，圖像監(jiān)測(cè)比傳統(tǒng)探測(cè)方法能更快速地做出判斷。 2)可用于多粉塵、高濕度的場(chǎng)所 。 在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，國(guó)外各大公司和科研機(jī)構(gòu)的火災(zāi)探測(cè)技術(shù)也相應(yīng)的快速發(fā)展，例如， Bosque 公司的 BSDS 系統(tǒng)采用紅外和普通攝像機(jī)的雙波段監(jiān)控，在準(zhǔn)確識(shí)別森林火災(zāi)的同時(shí)還可以區(qū)別其他現(xiàn)象的干擾，誤報(bào)率很低。 我國(guó)在火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)的研究開發(fā)相對(duì)較晚一些，到二十世紀(jì)八十年代中期才開始這方面的研制開發(fā)。此外，上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)等都在火災(zāi)探測(cè)方面進(jìn)行了積極的研究，并根據(jù)工程實(shí)踐提出了一些改進(jìn)算法。在圖像型火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，圖像處理的算法、火災(zāi)探測(cè)算法以及火災(zāi)空間定位算法決定了系統(tǒng)的性能。 ● 攝像頭：將進(jìn)入鏡頭的光信 號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。 ● 聯(lián)動(dòng)模塊：包括報(bào)警部分和自動(dòng)滅火部分。本文利用 matlab 實(shí)現(xiàn)算法調(diào)試時(shí)只是確定了火源與水炮轉(zhuǎn)軸的距離及火源與水炮炮管中軸的夾角，而火源圖片的處理及將世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)二維坐標(biāo)的程序并未涉及，只是做簡(jiǎn)單說明。 第二章 圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)。 第四章 高壓水炮的空間定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)光、煙、濕度等參考量加以判斷，然后直接實(shí)施滅火措施，進(jìn)行斷電、噴水等并報(bào)警。分割可以建立在相似性和非連續(xù)性的兩個(gè)基本概念上，其目的就是為下一步的圖像識(shí)別打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我們通過實(shí)際火災(zāi)火焰的圖像像素顏色分布統(tǒng)計(jì)仿真分析 ,還發(fā)現(xiàn)火災(zāi)火焰的顏色呈現(xiàn)指數(shù)分布規(guī)律的分布特性 ,及火災(zāi)火焰