双目摄像火灾探测与定位装置及其火灾定位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102298818A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102298818A(43)申请公布日2011.12.28(21)申请号201110238242.0(22)申请日2011.08.18(71)申请人中国科学技术大学地址230026安徽省合肥市金寨路96号(72)发明人张永明袁伟方俊王进军(74)专利代理机构合肥天明专利事务所34115代理人赵乌兰陈进(51)Int.Cl.G08B17/00(2006.01)H04N5/232(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称双目摄像火灾探测与定位装置及其火灾定位方法(57)摘要本发明提供了一种双目摄像火灾探测与定位装置及其火灾定位方法。本发明装置由双目摄像单元、双目竖直角度调节装置、双目水平角度调节装置组成。双目摄像单元包括透明防护外壳，以及设置在透明防护外壳内的两台摄像头、单目平动调节装置、单目水平角度调节装置和红外测距装置。基于本发明装置的火灾定位方法，它包括火灾检测、基线盲区检测、寻找火源根部、主动聚焦、获取单目摄像头的偏转角度、自适应调整、获取双目摄像装置的偏转夹角和摄像头间距、计算火源三维坐标和发出灭火指令。本发明集视频火灾探测和图像型火灾定位功能于一体，能够准确、便捷的进行火灾定位，且安装操作简单。本发明的自适应调整设计，使其在任何场所的定位都满足精度要求。CN10298ACCNN110229881802298827A权利要求书1/2页1.一种双目摄像火灾探测与定位装置，包括同属于双目摄像单元的两台参数相同的摄像头和透明防护外壳，两台摄像头设置在透明防护外壳内，两台摄像头分别通过信号传输线路与中转控制器相连接，中转控制器通过信号传输线路与监控中心的计算机相连接；其特征在于：所述双目摄像单元的透明防护外壳内还设置有实现两台摄像头在水平面上分别左右平动的单目平动调节装置，以及实现两台摄像头分别在水平面内转动的单目水平角度调节装置和由红外对射器组成的红外测距装置；所述单目平动调节装置包括固装在透明防护外壳内壁底面上的两根左右方向的平行轨道，两台转动主轴均水平设置的步进电机通过安装在转动主轴上的转动滚轮，分别支撑在平行轨道上并独立左右平移；所述单目水平角度调节装置包括有两台步进电机，其转动主轴均垂直设置，两台摄像头机壳的上端分别固定在两台步进电机的转动主轴上，在两台摄像头机壳下表面设置有伸出轴，它与设置在单目平动调节装置中的两台步进电机机壳上表面的转轴套配合，使摄像头在左右平移的同时，并能在单目水平角度调节装置中的步进电机的带动下转动；所述红外测距装置的发射器和接受器分别安装在单目平动调节装置中的两台步进电机机壳的相对侧面上；在透明防护外壳的外壁上还设置有实现双目摄像单元在竖直平面内转动的双目竖直角度调节装置，该双目竖直角度调节装置包括转动主轴成水平设置的步进电机和与建筑物顶壁固接的支撑杆，其步进电机机壳外侧固接在支撑杆的下端，步进电机的转动主轴与设置在透明防护外壳壳壁上的水平支撑轴固接成整体，使双目摄像单元在竖直平面内转动；每台步进电机、红外对射器的传输信号通过中转控制器与监控中心计算机连通。2.如权利要求1所述的双目摄像火灾探测与定位装置，其特征在于，该装置中还设置了使双目摄像单元在水平面内转动的双目水平角度调节装置：在建筑物顶壁设置有转动主轴垂直的步进电机，步进电机向下伸出的转动主轴与双目竖直角度调节装置的支撑杆固连成整体，使双目摄像单元能水平转动；双目水平角度调节装置中的步进电机的传输信号通过中转控制器与监控中心计算机连通。3.如权利要求1或2所述的双目摄像火灾探测与定位装置，其特征在于，所述双目竖直角度调节装置的支撑杆是一根或两根。4.如权利要求1所述的双目摄像火灾探测与定位装置，其特征在于，所述透明防护外壳内加装一根与固装在透明防护外壳内壁底面上的两根轨道平行的导轨，它与固装在单目水平角度调节装置的两台步进电机机壳上表面的顶座的通孔配合，使步进电机能沿导轨左右平动。5.基于上述装置的火灾定位方法，它包括首先根据双目摄像火灾探测与定位装置在同一时刻获取的两幅图像，利用现有技术中的视频火灾探测算法检测现场是否存在火焰或烟雾，其特征在于，检测到存在火灾灾情后，监控中心给出信号控制警灯报警的同时，还通过中转控制器进行以下步骤：(1)基线盲区检测：从监控中心输出调控信号，转动双目水平角度调节装置的步进电机，使每台摄像头的拍摄视角与基线盲区不重合；(2)寻找火源根部：利用每台摄像头拍摄的火灾图像计算其中的火源根部图像坐标：使用帧差法提取图像中火焰或烟雾的边缘轮廓，取边缘轮廓的底线的坐标中心作为火源根部的图像坐标(x，y)；(3)主动聚焦：对于每台摄像头，将其中的火源根部图像坐标(x，y)与图像的中心坐标