【正文】 %水泡轉(zhuǎn)軸到攝像機(jī)位置的距離%t1時(shí)刻火源圖像坐標(biāo)x1=centroids1(4,1)。subplot(122)imshow(BW2)%******************************************************%確定二值化火災(zāi)圖片中心點(diǎn)坐標(biāo)s = regionprops(BW1, 39。subplot(222)imshow(J) K= edge(G,39。39。,) 。39。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論 通過(guò)本次高壓水炮定位的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析可知，火源距水炮轉(zhuǎn)軸的距離和火源與水炮炮管中軸的夾角是驅(qū)動(dòng)高壓水炮進(jìn)行定點(diǎn)滅火的兩個(gè)及其重要的參數(shù)，但是由于實(shí)驗(yàn)硬件條件的限制，本文并未對(duì)其定位精確性做進(jìn)一步驗(yàn)證，只是利用matlab簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了程序的仿真，并利用matlab結(jié)合空間定位的數(shù)學(xué)公式，簡(jiǎn)單的求出了高壓水炮的驅(qū)動(dòng)參數(shù)。 centroids1 = cat(1, )。4) 求得上述參數(shù)后便可利用計(jì)算機(jī)軟件驅(qū)動(dòng)高壓水炮進(jìn)行定點(diǎn)滅火。根據(jù)圖所示幾何關(guān)系，取右手方向?yàn)檎?，則。 火災(zāi)空間定位的優(yōu)化算法 實(shí)用傳統(tǒng)雙目定位算法的缺陷 根據(jù)自動(dòng)滅火領(lǐng)域的行業(yè)現(xiàn)狀，才可以保證火災(zāi)自動(dòng)撲救設(shè)備(如自動(dòng)水噴淋設(shè)備)可以覆蓋到火災(zāi)區(qū)域。亮度參數(shù)表征了顏色的明暗程度。對(duì)于火焰圖像中的每個(gè)像素，如果其對(duì)應(yīng)的邏輯圖中的點(diǎn)的值是1，則在查詢表中以火焰圖像中那個(gè)像素的顏色為中心，疊加一個(gè)高斯分布。將第一個(gè)攝像機(jī)疊加到現(xiàn)實(shí)世界坐標(biāo)系統(tǒng)上(兩系統(tǒng)原點(diǎn)重合)，點(diǎn)的義坐標(biāo)可表示為:　　　　　　　 (31)　　上式中，X，和Z，表示第一個(gè)攝像機(jī)移動(dòng)到了世界坐標(biāo)的原點(diǎn)，而第二個(gè)攝像機(jī)和點(diǎn)在保持相對(duì)幾何關(guān)系的條件下也會(huì)跟著移動(dòng)。這表明在這一領(lǐng)域通過(guò)軟件硬件，圖像感知與控制理論往往與圖像處理得到緊密結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的機(jī)器人控制或各種實(shí)時(shí)操作。如條形碼、郵編、指紋染色體等識(shí)別；3) 工業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)。這里要指出的一點(diǎn)是在計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)起代替人腦的作用，但并不意味著計(jì)算機(jī)必須按人類視覺(jué)的方法完成視覺(jué)信息的處理。實(shí)現(xiàn)高壓水炮定位的先決條件在于對(duì)火災(zāi)發(fā)生的空間位置的確定。由直方圖經(jīng)統(tǒng)計(jì)可以得到被t分離后的區(qū)域1和區(qū)域2占整幅圖像的面積比為 區(qū)域1面積比： (21) 區(qū)域2面積比： (22)整幅圖像、區(qū)域區(qū)域2的平均灰度為 整幅圖像的平均灰度： (23) 區(qū)域1的平均灰度： (24) 區(qū)域2的平均灰度： (25)式中G為圖像的灰度級(jí)數(shù)。圖像分割方法很多，其中最常用的圖像分割方法是將圖像分成不同的等級(jí)，然后用設(shè)置灰度門限的方法確定有意義的區(qū)域或欲分割的物體的邊界，這種方法也稱為閾值分割法。總結(jié)了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并對(duì)實(shí)現(xiàn)定位過(guò)程中的不足提出了改進(jìn)的設(shè)想和要求?！?中心控制系統(tǒng)：對(duì)信號(hào)處理系統(tǒng)輸入的信號(hào)進(jìn)行處理，同時(shí)對(duì)信號(hào)處理系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)進(jìn)行控制。在大空間火災(zāi)監(jiān)控方面有sIL公司和MganxoElecrtic公司聯(lián)合開發(fā)的用于電站火災(zāi)監(jiān)控的VSD8系統(tǒng)。而高壓水炮系統(tǒng)因?yàn)槠鋰娚渌未?，水柱集中等特點(diǎn)很適合用于這些場(chǎng)所的消防作業(yè)，因此高壓水炮將得到更廣泛的應(yīng)用。這些技術(shù)不僅在靈敏度和可靠性方面有待提高,而且不能對(duì)火災(zāi)最初的信號(hào)做出反應(yīng)。本文提出的定位算法具有定位準(zhǔn)確、識(shí)別性較高、計(jì)算速度快、實(shí)時(shí)性較高等特點(diǎn)。本課題用計(jì)算機(jī)視覺(jué)知識(shí)作為基礎(chǔ)，對(duì)火災(zāi)空間定位算法進(jìn)行了研究。當(dāng)檢測(cè)到火災(zāi)發(fā)生時(shí)，根據(jù)計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理知識(shí)，通過(guò)攝像頭所獲取的紅外圖像和彩色圖像來(lái)計(jì)算火災(zāi)發(fā)生的空間位置，從而實(shí)現(xiàn)高壓水炮的自動(dòng)滅火。國(guó)內(nèi)對(duì)火災(zāi)探測(cè)和高壓水炮定位的研究目前以中國(guó)科技大學(xué)的火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室做得比較領(lǐng)先?；趫D像型火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)中的高壓水炮的定位，解決了傳統(tǒng)消防中遇到的問(wèn)題，可以及時(shí)、準(zhǔn)確的將火災(zāi)遏制在剛發(fā)生的階段，避免了財(cái)產(chǎn)的損失及人員的傷亡。分割的目的是把圖像空間分成一些有意義的區(qū)域，可以以像素為基礎(chǔ)去研究圖像分割，也可以利用在指定區(qū)域中的某些圖像信息去分割。從一個(gè)已知點(diǎn)開始，加上與已知點(diǎn)相似的的鄰近點(diǎn)形成一個(gè)區(qū)域。圖21 對(duì)比度調(diào)整前后的圖像及其直方圖 (1) 直方圖均衡化原始圖像及直方圖均勻化后的圖像及直方圖，如圖22所示。 計(jì)算機(jī)視覺(jué) 定義及原理 1) 計(jì)算機(jī)視覺(jué)的定義：計(jì)算機(jī)視覺(jué)是使用計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備對(duì)生物視覺(jué)的一種模擬。這方面的研究被稱為計(jì)算視覺(jué)（Computational Vision）。本文就是利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)在圖像型火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高壓水炮的定位，減小火災(zāi)引起的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。例如，醫(yī)學(xué)成像就包含大量的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的圖像分析。由第三章和本章的敘述可知，帶紅外濾鏡的攝像頭是在火災(zāi)探測(cè)算法中起主要作用，并在火災(zāi)空間定位算法中作為雙目探測(cè)中的一個(gè)攝像頭參與計(jì)算。是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，它隨環(huán)境不同而有所變化。下面介紹如何從RGB模型轉(zhuǎn)化成HSI模型。通過(guò)對(duì)比。2)以較小的步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)水炮，同時(shí)攝像機(jī)連續(xù)采集圖像，不斷標(biāo)記火源區(qū)域重心與圖像中心比較確定移動(dòng)方向，當(dāng)火源重心到達(dá)圖像左邊緣時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此作為時(shí)刻，火源區(qū)重心的像素坐標(biāo)為并記錄下當(dāng)前電機(jī)的水平角度反饋。本文利用雙目攝像機(jī)獲取的兩幅圖像為：%引入雙目攝像機(jī)獲取的圖片I1=imread(39。)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也使我認(rèn)清了自己的不足，為我以后的工作和學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。39。subplot(224)imshow(g3)%************************************************%拉普拉斯算子對(duì)圖像銳化結(jié)果 I=imread(39。)。)。b*39。B=(y2f*tan(w2))/(y2*tan(w2)+f)。r*39。subplot(121)imshow(I1)I2=imread(39。)。,)。)。39。 %t2時(shí)刻攝像機(jī)光軸與Z軸的夾角 f=5。subplot(122)imshow(I2) 圖41 雙目攝像機(jī)獲取的火災(zāi)火焰圖像對(duì)獲取的火災(zāi)火焰圖像進(jìn)行二值化處理后得到：%將雙目圖片二值化BW1=im2bw(I1,)。5)對(duì)五組空間位置分別賦信度，滿足由此計(jì)算可得空間位置的修正值(x，y，z)。這樣，根據(jù)相似三角形原理，計(jì)算得到的距離攝像頭的位置為: (317) !因此，需要對(duì)傳統(tǒng)的雙目定位算法進(jìn)行改進(jìn)，以提高精確度。這就是說(shuō)，同樣強(qiáng)度的火災(zāi)火焰，在白天時(shí)的飽和度值將大于在晚上時(shí)的飽和度值。這種方法主要分析火災(zāi)火焰在人的視覺(jué)系統(tǒng)中的特征。作為訓(xùn)練用的火焰圖像應(yīng)是典型的，能夠在比較大的范圍內(nèi)代表火焰的顏色。當(dāng)攝像機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)和世界坐標(biāo)系統(tǒng)重合后，像平面與世界坐標(biāo)系統(tǒng)的平面也是平行的。計(jì)算機(jī)視覺(jué)的研究對(duì)象主要是映射到單幅或多幅圖像上的三維場(chǎng)景，例如三維場(chǎng)景的重建。 一般有源的視覺(jué)方法通過(guò)發(fā)光裝置的控制，使系統(tǒng)獲得更多的信息，降低問(wèn)題難度，加快運(yùn)算速度。計(jì)算機(jī)視覺(jué)的最終研究目標(biāo)就是使計(jì)算機(jī)能象人那樣通過(guò)視覺(jué)觀察和理解世界，具有自主適應(yīng)環(huán)境的能力。圖像在傳輸和變換過(guò)程中會(huì)受到各種干擾而退化，比較典型的就是圖像模糊。為了把候選的小群點(diǎn)包含在物體中，可以檢測(cè)這些小群點(diǎn)，而不是檢測(cè)單個(gè)點(diǎn)，如果他們的結(jié)構(gòu)與物體的結(jié)構(gòu)充分并已足夠相似時(shí)就接受他們。其次,火災(zāi)火焰的燃燒遵循一定的規(guī)律,通過(guò)探究其從根部開始,向上膨脹直至消失的過(guò)程,可以發(fā)現(xiàn),火災(zāi)火焰都是“活”的,具有跳動(dòng)的規(guī)律性特性。介紹圖像的預(yù)處理和分割以及火焰特征的提取，并分析其原理。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。 2)可用于多粉塵、高濕度的場(chǎng)所。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)。關(guān)鍵字：火災(zāi)探測(cè)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、高壓水炮定位Image Type Fire Detection System of Water Cannon Positioning Technology ResearchAbstractWith 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