一種面向森林防火的智能消防系統(tǒng)及其工作方法與流程

一種面向防火智能消防及其作方與流1.本發(fā)明涉及林防火領(lǐng)域，尤涉及一種面向森林火的智能消防系及其工作方法。背技：2.森林火災(zāi)一層出不窮。據(jù)應(yīng)管理部網(wǎng)站消息，2020國內(nèi)全年生森林火災(zāi)1153起，其包括重大森林火7起，受害森林面積8526公頃。為森林環(huán)境提供的可燃極多，且地處野，風(fēng)助火勢，故林火災(zāi)的特點就是勢發(fā)展速度快，撲難度極大。以往林火災(zāi)的撲救往是建立隔離帶后，防車從遠處撲救，者采用無人機攜滅火彈，從上空火。然而，這樣的火方式一是耗時長牲大，二是并不把握火災(zāi)初期時在火勢尚未發(fā)展的滅火的優(yōu)勢。因此很多業(yè)內(nèi)人士對能監(jiān)測火災(zāi)，力及時滅火做了相關(guān)究。3.申請?zhí)朿n202010533485.6的專利提出了一種可智能控制消防進行范圍滅火的森林防火用隔護欄，通過裝嵌煙霧傳感器和溫傳感器進行火情監(jiān)，當(dāng)判斷發(fā)生火情控制消防栓噴頭行范圍滅火。但，僅傳感器監(jiān)測準性暫且不論，傳感監(jiān)測是無法判斷情發(fā)展走勢和大的。同時，范圍滅也可能因水力不足致無法有效滅火情況出現(xiàn)。申請cn201910740987.3的專利提出了一種智森林防火系統(tǒng)。系統(tǒng)有多個子監(jiān)端，可通過其內(nèi)置多個傳感器、圖像塊及定位裝置，解火情位置及圖信息等，滅火方面有工作人員持有的防監(jiān)控端發(fā)出指，出動無人機進滅火。除此之外，設(shè)置有個人終端可知附近居民。但系統(tǒng)需由工作人控制消防無人機出。同時，專利中提主監(jiān)控端綜合評子監(jiān)控端的信息再傳給消防監(jiān)控端但并未明確如何處信息。申請?zhí)朿n201910775457.2的利提出了一種基gis的森林防火指揮度系統(tǒng)，該系統(tǒng)要是針對如何發(fā)火情及調(diào)度滅火力。該系統(tǒng)在森林里置多個監(jiān)控點，過可見光相機和外相機拍攝圖像，時配有多種傳感器從多方面來判斷情是否出現(xiàn)。然在救援力量調(diào)度方，仍需工作人員根反饋信息進行協(xié)。4.由此可知，前在森林防火方，存在以下的技術(shù)足：5.在森林火情別方面，目前技多依靠溫度、煙霧傳感器進行識別圖像一般只用做參，對圖像的再處和利用較少，僅能到火場二維信息易造成對火情火勢判不足。6.目前在森林防領(lǐng)域，滅火設(shè)主要是改良消防車無人機，對基于覺控制的自動滅火裝的研究較少；同，對火情的準確別應(yīng)當(dāng)結(jié)合對消防流的準確控制，充利用消防水力，現(xiàn)更加有效的滅。技實要素：7.針對以上現(xiàn)技術(shù)問題，本發(fā)提出了一種面向森防火的智能消防統(tǒng)及其工作方法，基視覺控制消防炮動滅火，解決了有的森林防火消防統(tǒng)對火情現(xiàn)場判斷不足、難以自動火的問題。8.為了實現(xiàn)上技術(shù)目的，本發(fā)所采用的技術(shù)方案下：9.一種面向森防火的智能消防統(tǒng)，該智能消防系包括消防炮、雙視覺系統(tǒng)、紅外視覺統(tǒng)、控制裝置及人終端；所述消炮、雙目視覺系統(tǒng)紅外視覺系統(tǒng)均安在森林消防炮臺部；根據(jù)消防炮射程將森林按面積分為多個區(qū)域，在一區(qū)域均設(shè)置有座消防炮臺，實森林防火全覆蓋；10.所述紅外視覺統(tǒng)固定安裝在消炮上，且兩者保持步運動；紅外視系統(tǒng)和消防炮分別過信號線連接控裝置；11.雙目視覺系統(tǒng)于采用森林的圖實現(xiàn)火點定位，雙視覺系統(tǒng)配有運單元，運動單元通信號線連接控制置，實現(xiàn)對雙目視覺系統(tǒng)角度的節(jié)；12.個人終端與控裝置之間可以通無線通信實現(xiàn)連接實現(xiàn)遠程、實時步雙目視覺系統(tǒng)與外視覺系統(tǒng)視頻13.進一步，所述外視覺系統(tǒng)包括外相機和紅外相機架，紅外相機安在紅外相機支架上紅外相機支架固安裝在消防炮的方，且保持紅外相的光軸線和消防炮頭中心軸線處于一豎直平面。14.進一步，紅外機與消防炮分別過信號線連接控制置，將紅外相機采集的紅外圖像輸控制裝置；由控裝置控制消防炮工作啟停。15.進一步，在消炮上裝有角度測器，角度測量器通信號線連接控制置，將當(dāng)前消防的俯仰角度、水角度反饋至控制置。16.進一步，雙目覺系統(tǒng)包括雙目機和雙目相機支撐，雙目相機安裝雙目相機支撐架上雙目相機支撐架運動單元安裝在防炮臺的頂部，雙相機支撐架的運動元配有電機裝置電機裝置可以帶雙目相機實現(xiàn)360度俯仰旋轉(zhuǎn)和水平旋；電機裝置通過號線連接控制裝。17.進一步，控制置內(nèi)置有圖像處程序及相應(yīng)算法，用圖像處理程序相應(yīng)算法對雙目視系統(tǒng)和紅外視覺統(tǒng)所采集圖像進處理，實現(xiàn)火源定。18.一種面向森林火的智能消防系的工作方法，該智消防系統(tǒng)的工作式包括日常監(jiān)控模、火源定位模式滅火監(jiān)測模式；19.在日常監(jiān)控模下，控制裝置根紅外視覺系統(tǒng)采集紅外圖像判斷是存在異常高溫點，存在，則說明存火場；調(diào)節(jié)雙目機角度并獲取雙目機的實時圖像，判是否有火災(zāi)發(fā)生若有，則停止轉(zhuǎn)；當(dāng)紅外視覺系統(tǒng)雙目視覺系統(tǒng)之一現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生時，防炮與雙目相機撐架停止轉(zhuǎn)動，智消防系統(tǒng)切換為火定位模式；20.在火源定位模下，分別利用紅視覺系統(tǒng)的圖像進消防炮在水平方上對準；雙目視覺統(tǒng)獲取當(dāng)前火場置的空間位置坐，計算消防炮的俯對準角度，在俯仰向上對準火場；21.在滅火監(jiān)測模下，紅外視覺系持續(xù)監(jiān)測火場位置雙目視覺系統(tǒng)計位置變化后火場的間位置信息，重計算水平與俯仰轉(zhuǎn)角度，持續(xù)控制防炮進行水平與俯轉(zhuǎn)動。22.進一步，火源位模式下的定位法為：紅外視覺系以紅外相機成像面水平方向上的中線作為期望位置以識別到的火點置為當(dāng)前位置，構(gòu)當(dāng)前位置與期望位置在紅外相機水方向上的偏差，據(jù)該偏差，控制防炮帶動紅外視覺統(tǒng)轉(zhuǎn)動，直至偏差于設(shè)定閾值，消炮在水平方向上準火場；雙目視覺統(tǒng)獲取當(dāng)前火場位的空間位置坐標并計算消防炮的仰對準角度，消防進行俯仰轉(zhuǎn)動，在仰方向上對準火；同時，雙目視系統(tǒng)計算消防炮的平對轉(zhuǎn)角度，作為制水平轉(zhuǎn)動的紅視覺系統(tǒng)的替代案。23.本發(fā)明的有益果：24.本技術(shù)所設(shè)計一種面向森林防的智能消防系統(tǒng)，于紅外視覺、雙視覺能夠?qū)崿F(xiàn)對森進行實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)火情后能夠火情準確識別，并火點進行定位，實無人化實時滅火并通過對消防炮射流軌跡的監(jiān)控和制，充分利用消水力，實現(xiàn)更加效的滅火。同時，應(yīng)用本專利方，能夠?qū)崿F(xiàn)對多臺消防協(xié)同控制，實現(xiàn)多火源的智慧化火。此外，紅外視和雙目視覺的聯(lián)合用，實現(xiàn)了多種覺系統(tǒng)的互補互，使得該系統(tǒng)不僅應(yīng)用于白天日照環(huán)好的情況下，在暗的夜間也可以到作用，當(dāng)煙霧彌時也能夠有效發(fā)現(xiàn)點存在，提升了系統(tǒng)在森林環(huán)境的適應(yīng)性。附圖說明25.圖1是本發(fā)明能消防系統(tǒng)的整布置圖；26.圖2是圖1所智能消防系統(tǒng)頂結(jié)構(gòu)放大圖；27.圖3是本發(fā)明防炮和紅外視覺統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖28.圖4是本發(fā)明目視覺系統(tǒng)裝置構(gòu)示意圖；29.圖5是本發(fā)明統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；30.圖6是本發(fā)明現(xiàn)火情及滅火的程控制圖；31.圖7是本發(fā)明現(xiàn)多消防炮協(xié)同作的流程控制圖；32.圖中，1.森林防炮臺；2.消防炮；3.雙視覺系統(tǒng)；4.紅外視覺統(tǒng)；5.控制裝置；6.人終端；7.角度測量器；8.雙相機；9.雙目相機撐架；10.紅外相機；11.紅相機支架；12.電機裝置。具體實施方式33.為了使本發(fā)明目的、技術(shù)方案優(yōu)點更加清楚明白以下結(jié)合附圖及施例，對本發(fā)明進進一步詳細說明應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的具體實施例用于解釋本發(fā)明，不用于限定本發(fā)。34.圖1、2所，是本發(fā)明提供一種面向森林防火智能消防系統(tǒng)，智能消防系統(tǒng)包括：防炮2、雙目視覺系統(tǒng)3、紅視覺系統(tǒng)4、控制裝置5及個人終端6。其中消防炮2、雙目視覺系統(tǒng)3、紅外覺系統(tǒng)4均安裝在林消防炮臺1頂部，森消防炮臺1固定安裝在地表且為消防炮2、雙目視覺統(tǒng)3、紅外視覺統(tǒng)4的安裝支架及承受消炮2噴射反力；根據(jù)消炮2的射程將森林按面劃分為多個區(qū)域在每一區(qū)域均設(shè)有一座消防炮臺1，實現(xiàn)森林防火全覆。35.更具體地，如3所示的紅外視覺系統(tǒng)4包括紅外相10和紅外相機架11，紅外相機10裝在紅外相機支11上，紅外相機支架11固定安在消防炮2的上方，故紅相機10和消防炮2安裝為體，兩者保持同運動；紅外相機10的光軸和消防炮2炮頭中心軸線處于同一豎直面。紅外相機10與消防炮2分別通信號線連接控制置5，將紅外相機10采集的紅外圖像入控制裝置5；由控制裝置5控制消防炮2的工作啟停。36.為了能夠調(diào)節(jié)防炮2的角度，消防炮2配有電機裝，由電機裝置帶消防炮2轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)度的調(diào)節(jié)，該電與控制裝置5信號連接，用于接控制裝置5的控制信號為了能夠?qū)崟r檢消防炮2的位置信息，故在消防2上裝有角度測量器，角度測量器7通過信號連接控制裝置5，將當(dāng)消防炮2的俯仰角度、水角度反饋至控制置5，便于控制裝置5對消防炮2的姿態(tài)的控制。37.更具體地，如4所示的雙目視覺系統(tǒng)3包括雙目相8和雙目相機支架9，雙目相機8裝在雙目相機支架9上，雙目相機支撐架9的運單元安裝在消防炮臺1的頂，雙目相機支撐9的運動單元配有電機裝12，電機裝置12可以帶動目相機8實現(xiàn)360度俯仰旋轉(zhuǎn)水平旋轉(zhuǎn)；電機置12通過信號線連接控制置5，由控制裝置5對電裝置12進行控制。雙目相8和雙目相機支撐架的運動單元分通過信號線連接制裝置，一方面集雙目相機8所拍攝的圖信息，另一方面集此時雙目視覺系3的位置信息。在本技術(shù)中是通過機改變消防炮2和雙目視系統(tǒng)3角度的調(diào)節(jié)，但不局限于上述方式，通配置機械手臂等式也可以實現(xiàn)同的技術(shù)效果。38.如圖5，個終端6可以是個人筆記本腦，個人終端6與控制置5之間可以通過無線通實現(xiàn)連接，可遠實時同步雙目視系統(tǒng)3與紅外視覺系統(tǒng)4視頻。39.控制裝置5具可以為工控機，制裝置5內(nèi)置有圖像處理程序及應(yīng)算法，利用圖像處程序及相應(yīng)算法雙目視覺系統(tǒng)3和紅外視覺系統(tǒng)4所采集圖像進行處理，現(xiàn)火源定位，并制智能消防系統(tǒng)行工作模式切換。40.一種面向森林火的智能消防系的工作方法，該智消防系統(tǒng)的工作式包括三種：日?？啬Ｊ?、火源定模式、滅火監(jiān)測式。41.在日常監(jiān)控模下，消防炮2進行水平與仰旋轉(zhuǎn)，帶動紅視覺系統(tǒng)4進行同步的水平、仰轉(zhuǎn)動，控制裝5根據(jù)紅外視覺系統(tǒng)4采集的紅圖像判斷是否存在異常溫點，若存在，說明存在火場；目相機支撐架9帶動雙目相機8水平與俯旋轉(zhuǎn)，雙目相機8獲取實時圖，并判斷是否有災(zāi)發(fā)生，若有，則停轉(zhuǎn)動；當(dāng)紅外視系統(tǒng)4與雙目視覺系統(tǒng)3之一發(fā)火災(zāi)發(fā)生時，消防炮2與目相機支撐架9停止轉(zhuǎn)動，智消防系統(tǒng)切換為源定位模式。42.在火源定位模下，紅外視覺系4以紅外相機10成像畫面水平方上的中間線作為期望置，以識別到的點位置為當(dāng)前位，構(gòu)造當(dāng)前位置與望位置在紅外相機10水方向上的偏差，據(jù)該偏差，控制防炮2帶動紅外視覺系統(tǒng)4轉(zhuǎn)動，直偏差小于設(shè)定閾，消防炮2在水平方向上對準火；雙目視覺系統(tǒng)3獲取前火場位置的空位置坐標，并計算防炮2的俯仰對準角度，消防炮2進俯仰轉(zhuǎn)動，在俯方向上對準火場；時，雙目視覺系3計算消防炮2水平對轉(zhuǎn)角度，作控制水平轉(zhuǎn)動的外視覺系統(tǒng)4的替代方案。43.在滅火監(jiān)測模下，紅外視覺系4持續(xù)監(jiān)測火場位置，當(dāng)差大于設(shè)定閾值時，控制消防2持續(xù)水平轉(zhuǎn)動，持續(xù)對目標火場；同時雙目視覺系統(tǒng)3計算位置變化火場的空間位置息，重新計算水與俯仰對轉(zhuǎn)角度持續(xù)控制消防炮2進行平與俯仰轉(zhuǎn)動。44.此外，將森林面積劃分為多個域，每一區(qū)域均設(shè)有一消防炮臺1，該炮臺系統(tǒng)按前述方法進工作。當(dāng)識別到火情發(fā)生時，若生單一火情，則由進入消防炮射程的防炮2進行滅火救援；若時有多處火情發(fā)時，則首先根據(jù)火情大小，由制系統(tǒng)計算滅火先級，后控制系將控制可進入其射的多臺消防炮2，統(tǒng)會綜合考慮距離火焰大小等級等素，按照滅火優(yōu)先順序進行滅火工。45.以上實施例僅于說明本發(fā)明的計思想和特點，其的在于使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠了本發(fā)明的內(nèi)容并以實施，本發(fā)明保護范圍不限于上實施例。所以，凡據(jù)本發(fā)明所揭示原理、設(shè)計思路作的等同變化或修，均在本發(fā)明的保范圍之內(nèi)。技特：1.一種面向森防火的智能消防統(tǒng)，其特征在于，智能消防系統(tǒng)包消防炮(2)、雙目視覺統(tǒng)(3)、紅外視覺系統(tǒng)(4)、控制裝置(及個人終端(6)；所述消防炮(2)、雙視覺系統(tǒng)(3)、紅外視覺系(4)均安裝在森林消防臺(1)頂部；根據(jù)消防炮2)的射程將森林按面積劃為多個區(qū)域，在一區(qū)域均設(shè)置有一座消防炮(1)，實現(xiàn)森林防火全覆蓋所述紅外視覺系統(tǒng)(固定安裝在消防炮(2)上，且者保持同步運動紅外視覺系統(tǒng)(4)和消防炮(2)分別通過信號線連接控制裝置5)；雙目視覺系統(tǒng)(3)用于用森林的圖像實現(xiàn)點定位，雙目視覺系統(tǒng)(3)有運動單元，運單元通過信號線連控制裝置(5)，實現(xiàn)對雙目視覺系(3)角度的調(diào)節(jié)；個人終端6)與控制裝置(5)之間可通過無線通信實現(xiàn)連接，現(xiàn)遠程、實時同雙目視覺系統(tǒng)(3)與紅外視覺系(4)視頻。2.根據(jù)權(quán)要求1所述的一種面向森防火的智能消防統(tǒng)，其特征在于，所述紅外視系統(tǒng)(4)包括紅外相機(10)和紅外相支架(11)，紅外機(10)安裝在紅相機支架(11)上，紅外相支架(11)固定安裝在消炮(2)的上方，且保持紅外機(10)的光軸線和消防炮(2)炮頭中軸線處于同一豎平面。3.根據(jù)權(quán)要求2所述的一種面向森防火的智能消防統(tǒng)，其特征在于，紅外相機(10)與防炮(2)分別通過信號線連控制裝置(5)，將紅外機(10)所采集的外圖像輸入控制置(5)；由控制裝置(5)控制消防(2)的工作啟停。4.根據(jù)利要求1、2或3所述的一面向森林防火的智消防系統(tǒng)，其特征在于，在消炮(2)上裝有角度測量器(7)，角測量器(7)通過號線連接控制裝置(5)，將前消防炮(2)的俯仰角度、平角度反饋至控制置(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所的一種面向森林火的智能消防系統(tǒng)其特征在于，雙視覺系統(tǒng)(3)包括目相機(8)和雙目相機支撐(9)，雙目相機(8)安裝雙目相機支撐架(9)上雙目相機支撐架(9)的運動元安裝在消防炮臺1的頂部，雙目相機支撐(9)的運動單元配有電機裝(12)，電機裝置(12)可帶動雙目相機(8)實現(xiàn)360俯仰旋轉(zhuǎn)和水平轉(zhuǎn)；電機裝置(12)通過信號線連控制裝置(5)。6.根據(jù)權(quán)要求5所述的一種面向森防火的智能消防統(tǒng)，其特征在于，控制裝置(5)置有圖像處理程及相應(yīng)算法，利用像處理程序及相算法對雙目視覺系統(tǒng)3)和紅外視覺系統(tǒng)(4)所采圖像進行處理，實火源定位。7.一種基權(quán)利要求6所述面向森林火的智能消防系的工作方法，其特征在于，該智消防系統(tǒng)的工作式包括日常監(jiān)控式、火源定位模式滅火監(jiān)測模式；在常監(jiān)控模式下，制裝置(5)根據(jù)紅外視覺系統(tǒng)(4)采集的紅外圖像判斷是否在異常高溫點，存在，則說明存火場；調(diào)節(jié)雙目相8)角度并獲取雙目機(8)的實時圖像，判斷是否火災(zāi)發(fā)生，若有則停止轉(zhuǎn)動；當(dāng)紅外視覺統(tǒng)(4)與雙目視覺系統(tǒng)(3)之一發(fā)火災(zāi)發(fā)生時，消炮(2)與雙目相機支撐(9)停止轉(zhuǎn)動，智能消防系切換為火源定位模；在火源定位模式下，分別利紅外視覺系統(tǒng)(4)的圖像進行防炮(2)在水平方向上準；雙目視覺系統(tǒng)(3)取當(dāng)前火場位置空間位置坐標，計消防炮(2)的俯仰對準角度，在俯仰向上對準火場；滅火監(jiān)測模式下，紅外視系統(tǒng)(4)持續(xù)監(jiān)測火場位置，雙視覺系統(tǒng)(