基于红外图像处理的火灾监控系统课件.ppt

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资源描述

1、 火灾是失控的燃烧,火灾的危害不言而喻。第一条任何单位和个人都有维护消防安全、保护消防设施、预防火灾、报告火警的义务。任何单位和成年人都有参加有组织的灭火工作的义务。第二条各级人民政府应当组织开展经常性的消防宣传教育,提高公民的消防安全意识。机关、团体、企业、事业等单位,应当加强对本单位人员的消防宣传教育 第三条国家鼓励、支持消防科学研究和技术创新,推广第三条国家鼓励、支持消防科学研究和技术创新,推广使用先进的消防和应急救援技术、设备;鼓励、支持社会使用先进的消防和应急救援技术、设备;鼓励、支持社会力量开展消防公益活动。力量开展消防公益活动。对在消防工作中有突出贡献的单位和个人,应当按照国家有

2、关规定给予表彰和奖励。针对传统火灾监控系统存在的缺陷,本项目提出了一种基于双目视觉的图像处理的火灾监控系统。运用DirectShow进行抓图,然后进行火灾图像处理算法处理,其结果与通过实验得到的阈值相比较,判断是否发生火灾以及火灾的等级。一旦发现火灾隐患,则立即启动语音报警、扩展的GSM电话报警以及远程监控。随着我国经济的飞速发展,各种高层的建筑群体不断涌现,如体育馆、博物馆、大型展览馆、大型商场、影剧院、候机厅等大空间场所越来越多。而现有的火灾探测技术在大空间场合的应用其问题就突显出来。因此,研究一种新型快速、准确的火灾早期探测并及时可靠报警的火灾探测及预警系统,有着重要的实际意义。目前国内

3、的火灾自动报警技术主要是基于传感器的检测。传感器用于对监控现场的实时变化进行检测,提取实时参数,其性能优劣直接会影响火灾自动报警的准确度和可靠性。传统探测器如感烟、感温、感光探测器,它们分别利用火焰的烟雾、温度、光的特性来对火灾进行探测。火灾危险的场所往往不能使用感烟、感温传感器,因为初期火的热和烟难以到达空间很高的场所,如剧场、仓库等,这类探测器因此难以满足早期探测并预报此类建筑火灾的要求。由于上述建筑的特殊性,普通的点型感烟、感温火灾探测报警系统无法迅速采集火灾发出的烟温变化信息。本系统提出了一种新型火灾探测方法,即运用双目视觉识别原理,在火灾监控地点,采集实时火灾的图像,获取燃烧初期所发

4、出的火灾图像进行图像识别处理,由于只有特定波长的光波可以通过红外摄像头,因而基本消除了背景亮度和环境温度等外界因素干扰。报警方式采用本地语音报警以及扩展的GSM模块自动电话报警,同时以GSM网络和Internet实现远程火情的监视。系统可记录报警信息,供给管理人员调用查看。DirectShow是Microsoft公司推出的流媒体开发包,使用它可以在支持WDM驱动的各种监控卡上采集数据,因此,使用DirectShow可以开发通用的视频监控程序。DirectShow支持ASF、MPGE、AVI、MP3、WAV等多种媒体格式,使得它很容易实现媒体数据的采集、回放。在开发视频应用程序时,可以为视频捕捉

5、窗口设计一些回调函数,这样,当视频应用程序的某些状态改变时,可以在回调函数中进行处理。本系统通过回调函数,主要实现如下功能:当前一次拷贝到系统内存中的图像处理完成后,自动将采集下一次视频图像到内存中。图像采集原理就是预先STDMETHODIMP设置一个缓存BufferCB,把摄像头所拍摄到的图像先读取到缓冲区中,再拷贝到内存,随后SetEvent()启动调用处理图像的线程函数进行处理。视频采集与图像捕捉流程 红外图像的灰度分布,实际上对应于火灾和背景的温度和发射率的分布。红外图像中最简单的模型是二值图像,即目标比近邻背景暗和亮的两种情况。红外图像反应的是某一温度下光谱的辐射度。随着火灾温度的变

6、化,其发出的红外光波长也在不断变化,在图中即峰值在不断变化,这就使透过红外滤光片的图像像素值在不断变化。在确定的温度下,虽然距离改变,通过滤光片而得到的峰值两侧的像素值(图中两个阴影部分的面积)在变,但在图中,两个面积之比的比值总是小于1。若温度下降,曲线右移,其比值仍然小于1,如果温度升高,则曲线会向左偏移。此时两图所得到的像素值将会变大。但比值却一直小于1。直到温度增大到某个阈值,则两个像素比值将会大于1。这就是双波段原理,我们可以此用于火灾的检测。通过计算机分析图像,得到两幅图的像素值,像素值相比得到一个待判定的数值,再将其和给定的阈值相比较,如果大于阈值,则进行报警处理。对每幅图片分别

7、设置面积变化的阈值,设置面积变量areachange为后一时刻与前一时刻图像像素的差值,如果两幅图片变量都超过阈值,说明出现火情,采取报警操作。通过对其中一摄像头所采集的一幅图像进行灰度级的分析,来判断火焰的外焰较内焰和焰心部分像素值的大小,如果目标图像边缘的像素值大于内焰和焰心,则判断为火灾。视频流调节。画质调节。阈值设定。通过实验得到等级阈值,系统以此判定火灾等级。这些记录作为燃烧信息一起写入历史记录即报警记录数据库。环境阈值设定。在不同的环境下,对火情报警的要求不一样。例如,油库中禁止抽烟,但在某些地点,火焰面积扩大到一定程度后系统才会报警。报警系统框图 EC5-1719CLDNA平台语

8、音报警(音箱广播)GSM模块Internet网络其他监视终端监控服务中心管理员 当系统识别到火情时,通过GSM模块来实施报警。通过此模块能实现远程网络报警,即以拨打管理员手机和发送消息的方式来报警。GSM模块采用的是Siemens公司的TC35,TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块,模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成 。可以快速安全可靠地实现数据、语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。GSM报警能够实现远程无线信息的传输,比传统的本地报警方式有了很大进步。在这个传输子

9、系统中,实现了三项子功能,即向管理员手机拨号报警,向管理员手机发信息报警,用户与远程监视端通过GSM构建的网络进行通信。设置管理员的手机号码。Internet有许多成熟的编程接口,最通用的一种是叫做Socket的接口。本网络程序中使用CSocket类来编程,CSocket类是MFC类库中的成员。系统所记录的信息为火灾时间。记录将按火灾检测到的时间顺序保存在记事本中。当保存的信息容量超过设定的阈值时,系统会自动覆盖最早的记录,添加新的记录。本机通讯接口采用CAN总线或RS-485串口,除用于火灾发生后的各类现场语音报警、远程INTERNET报警、GSM短信电话报警等,还具备与现有消防灭火设备联动

10、控制,通讯接口根据图像处理和控制单元预设火情等级的需要,会给出指令控制灭火设备的启动。将监控场合的图像以“井”字型方式划分为多个区域坐标,在图像处理单元中,通过软件识别算法,来判断是哪个区域坐标发生火灾,一旦判定某个区域发生火灾,则通过该区域对应的程序,经图像处理和控制单元中的声卡,播放事先录制的语音疏导广播,进行有序的人员疏导,以免火灾现场混乱而发生更为严重的灾害。无火灾迹象的效果图有火灾迹象的效果图远程服务器上显示监测点GSM模块号码并接收报警信息 基于双目识别原理进行处理,用GSM与Internet网络报警,编程中使用多线程技术。本课题研究侧重于产品开发,软硬件工作量很大,技术含量高,国内外具有领先的地位。本系统性能高,相对价格低,性价比高。在大空间火灾探测,森林防火等领域有着广泛的应用价值。本系统已经申请国家发明专利。谢谢!

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