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一种多源融合船舶机舱火灾预警方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2011-05-17
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2012-02-15
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2012-11-28
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2031-05-17
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201110127487.6 申请日 2011-05-17
公开/公告号 CN102298816B 公开/公告日 2012-11-28
授权日 2012-11-28 预估到期日 2031-05-17
申请年 2011年 公开/公告年 2012年
缴费截止日
分类号 G08B17/00B63B45/00 主分类号 G08B17/00
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 5
引用专利数量 4 被引证专利数量 0
非专利引证 1、雷倩茹.基于信息融合技术的火灾探测方法研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》.2010,(第9期),C038-90.; 2、Chen Xiaojuan, Bu Leping.Research of Fire Detection Method Based on Multi-Sensor Data Fusion.《Computational Intelligence and Software Engineering (CiSE), 2010》.2010,1-4.; 3、Fan Guanlin.Design of fire alarm system based on multi-source information fusion.《Advanced Computer Theory and Engineering (ICACTE), 2010 3rd》.2010,第5卷269-272.; 4、黄松涛,石章松.基于多源信息融合的火灾报警系统设计.《消防科学与技术》.2008,第27卷(第12期),908-910.; 5、王丽萍.基于多传感器信息融合技术的火灾探测系统研究.《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 信息科技辑》.2006,(第11期),I140-368.;
引用专利 CN101493980A、CN101334924A、US6286363B1、CN102013148A 被引证专利
专利权维持 7 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 何志伟、高明煜、黄继业、曾毓、吴占雄 第一发明人 何志伟
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街 邮编
申请人数量 1 发明人数量 5
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州求是专利事务所有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
杜军
摘要
本发明涉及一种船舶机舱内火灾预警的方法。传统的船舶机舱火灾报警系统主要依靠温度和烟雾传感器,火灾误报率较高,并有较大的局限性。本发明方法在进行视频火灾分析时,融合了火焰颜色信息与火焰运动信息,并将其与船舶机舱内温度信息、烟雾信息进行融合,并充分考虑了火焰的面积特征,在降低火灾误报率的情况下实现了实时准确的火灾检测。
  • 摘要附图
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
  • 说明书附图:计算:
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
  • 说明书附图:5-5
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
  • 说明书附图:的温度场分布数据
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
  • 说明书附图:,具体步骤如下:
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
  • 说明书附图:计算:-1
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
  • 说明书附图:[0024]⑤将
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
  • 说明书附图:的温度场分布数据-1
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
  • 说明书附图:,具体步骤如下:-1
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
  • 说明书附图:计算:-1-2
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
  • 说明书附图:[0053]⑤将
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
  • 说明书附图:7
    一种多源融合船舶机舱火灾预警方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2012-11-28 授权
2 2012-02-15 实质审查的生效 IPC(主分类): G08B 17/00 专利申请号: 201110127487.6 申请日: 2011.05.17
3 2011-12-28 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种多源融合船舶机舱火灾预警方法,其特征在于该方法的具体步骤是:
步 骤(1)由 温 度 传 感 器 阵 列 获 取 机 舱 内 各 温 度 监 测 点 的 温 度 , ;由烟雾传感器阵列获取船舱内各烟雾监测点上的烟雾检测信息
, ;由摄像头阵列获取机舱内各视频监测点上的视频图像序列 ,
;其中 , , 分别为机舱内温度传感器、烟雾传感器及摄像头的个数;
以第 个摄像头所覆盖的船舱区域为火灾监控对象,设第 个摄像头所获取的视频图像分辨率为 ,其对应所覆盖的机舱二维平面区域为 ;设 中不同时刻 的图像序列为 ,其中 为图像像素位置, 基于RGB颜色模型, ,
, , ;
步骤(2)抽取出在步骤(1)中所获得的包含在区域 内的所有温度传感器数据 ,及烟雾传感器数据 , ;
步骤(3)对步骤(2)中所抽取出的温度传感器数据 进行最近邻插值拟合,得到分辨率为 的温度场分布数据 ,进而计算基于温度场分布的温度判据 ;具体步骤如下:
3-
1.在已测温度数据中,找出离 距离最近的点,设其坐标为 ;
3-
2.令 ;
3-
3. ,其中 和 分别为下限温
度报警阈值和上限温度报警阈值;
步骤(4).对步骤(2)中所抽取出的烟雾传感器数据 进行双线性插值拟合,得到分辨率为 的烟雾场分布数据 ,进而计算基于温度场分布的温度判据 ;
具体步骤如下:
4-
1.在已测烟雾数据中,找出离 距离最近的点,设其坐标为 ;
4-
2.令 ;
4-
3. ,其中 为烟雾浓度报警阈值;
步骤(5)利用视频图像数据,采用背景减法进行视频火灾分析,获取火灾视频判据,具体步骤如下:
5-
1. 时,获取初始背景图像 : ;
5-
2. 时,获取递推背景图像 :

若 ;
5-
3.进行背景减法: ;
5-
4.进行视频火灾运动判据 计算:
,其中 为运动判据阈值;
5-
5.将 转换成HSI颜色模型,分别得到色度分量 、饱和度分量
和亮度分量 ,计算火灾颜色信息度量 :
;其中 、 、 反映了色度、饱和度
及亮度在颜色判据中的重要性,满足 且 ;
5-
6.进行视频火灾颜色判据 计算:
,其中 为颜色判据阈值;
5-
7.进行视频火灾运动判据与颜色判据融合,获取视频判据 :
,其中 与 分别反映了运动判据与颜色判据在视频判
据中的重要性,满足 且 ;
步骤(6)融合温度判据 、烟雾判据 及视频判据 ,若
,则输出火灾报警信号,否则不输出火灾报警信
号;其中 , , 的取值反映了温度判据、烟雾判据及视频判据各自的可靠程度,满足且 ; 为火灾报警阈值;
步骤(7)在8-邻域上计算空间上连续的备选火灾点的面积,即对每一个备选火灾点 ,考查其邻域8个邻域点 、 、 、 、 、
、 、 是否为备选火灾点,若所有全部8个邻域点均不是备选
火灾点,则认为 是孤立噪声点;反之,以邻域中的备选火灾点为中心继续向外扩散,直到不能找到连续备选火灾点为止,统计所有连续备选火灾点的数目,当该数量大于 时输出火灾报警信号,否则不报警;其中 为面积滤波阈值;
步骤(8)对所有摄像头重复步骤(2)~(7),获取整个船舱中监控点的火灾预警信息。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于火灾预警技术领域,具体涉及一种船舶机舱内火灾预警的方法。

背景技术

[0002] 船舶作为水上运输工具,其特殊的功能和结构特征,决定了船舶火灾具有如下特殊性:(1)船舶是一个相对独立的流动场所,发生火灾后获得救授的难度较大;(2)船舶的水密性特点导致火灾产生的热烟气在船舱中蔓延很快,在加速火灾发展的同时还对人员安全造成很大威胁;(3)由于自身功能的限制,船舶内部空间狭小,设备集中环境复杂,发生火灾后人员疏散和火灾扑救困难;(4)船舱中电器设备众多,还有大量的燃油、润滑油等易燃易爆物品。由此可见,海上航运的船舶若发生火灾事故往往是灾难性的。传统的船舶机舱火灾报警系统主要依靠温度和烟雾传感器,火灾误报率较高,并有较大的局限性。

发明内容

[0003] 本发明的目的就是克服现有技术的不足,提出一种基于多源信息融合的船舶机舱火灾预警方法,火灾预警准确度高,误报率低。
[0004] 本发明的基于多源信息融合的船舶机舱火灾预警方法,具体步骤是:
[0005] 步骤 (1)由温 度 传感 器 阵列 获 取机 舱 内各 温 度监 测点 的 温度 , ;由烟雾传感器阵列获取船舱内各烟雾监测点上的烟雾检测信息, ;由摄像头阵列获取机舱内各视频监测点上的视频图像序列 ,
。其中 , , 分别为机舱内温度传感器、烟雾传感器及摄像头的个数。
[0006] 以第 个摄像头所覆盖的船舱区域为火灾监控对象,设第 个摄像头所获取的视频图像分辨率为 ,其对应所覆盖的机舱二维平面区域为 。设 中不同时刻 的图像序列为 ,其中 ( , )为图像像素位置, 基于RGB颜色模型。对所获得的温度、烟雾及图像等数据,进行如下操作:
[0007] 步骤(2)抽取出在步骤(1)中所获得的包含在区域 内的所有温度传感器数据及烟雾传感器数据 。
[0008] 步骤(3)对步骤(2)中所抽取出的温度传感器数据 进行最近邻插值拟合,得到分辨率为 的温度场分布数据 ,进而计算基于温度场分布的温度判据 。具体步骤如下:
[0009] ① 在已测温度数据中,找出离 距离最近的点,设其坐标为 ;
[0010] ②令 ;
[0011] ③ ,其中 和 分别为下限温度报警阈值和上限温度报警阈值。
[0012] 步骤(4)对步骤(2)中所抽取出的烟雾传感器数据 进行最近邻插值拟合,得到分辨率为 的烟雾场分布数据 ,进而计算基于烟雾场分布的烟雾判据 。具体步骤如下:
[0013] ①在已测烟雾数据中,找出离 距离最近的点,设其坐标为 ;
[0014] ②令 ;
[0015] ③ ,其中 为烟雾浓度报警阈值。
[0016] 步骤(5)利用视频图像数据,采用背景减法进行视频火灾分析,获取火灾视频判据 ,具体步骤如下:
[0017] ① 时,获取初始背景图像 : ;
[0018] ② 时,获取递推背景图像 :
[0019] 若
[0020] 若 ;
[0021] ③进行背景减法: ;
[0022] ④进行视频火灾运动判据 计算:
[0023] ,其中 为运动判据阈值;
[0024] ⑤将 转换成HSI颜色模型,分别得到色度分量 、饱和度分量和亮度分量 ,计算火灾颜色信息度量 :
[0025] 。其中 、 、 反映了色度、饱和度及亮度在颜色判据中的重要性,满足 且 ;
[0026] ⑥进行视频火灾颜色判据 计算:
[0027] ,其中 为颜色判据阈值;
[0028] ⑦进行视频火灾运动判据与颜色判据融合,获取视频判据 :
[0029] ,其中 与 分别反映了运动判据与颜色判据在视频判据中的重要性,满足 且 。
[0030] 步骤(6)融合温度判据 、烟雾判据 及视频判据 ,若,则输出火灾报警信号,否则不输出火灾报警信
号。其中 , , 的取值反映了温度判据、烟雾判据及视频判据各自的可靠程度,满足且 ; 为火灾报警阈值。
[0031] 步骤(7)在8-邻域上计算空间上连续的备选火灾点的面积,即对每一个备选火灾点 ,考查其邻域8个邻域点 、 、 、 、 、、 、 是否为备选火灾点,若所有全部8个邻域点均不是备选
火灾点,一般可以认为 是孤立噪声点;反之,以邻域中的备选火灾点为中心继续向外扩散,直到不能找到连续备选火灾点为止,统计所有连续备选火灾点的数目,当该数量大于时输出火灾报警信号,否则不报警。其中 为面积滤波阈值。
[0032] 步骤(8)对所有摄像头重复步骤(2)~(7),获取整个船舱中监控点的火灾预警信息。
[0033] 本发明可以高效准确地进行船舶机舱火灾的预警,该方法预警准确度高,误报率低。

实施方案

[0034] 步骤(1)由温度传感器阵列获取机舱内各温度监测点的温度 , ;由烟雾传感器阵列获取船舱内各烟雾监测点上的烟雾检测信息 , ;由摄像头阵列获取机舱内各视频监测点上的视频图像序列 , 。其中 , , 分别为机舱内温度传感器、烟雾传感器及摄像头的个数。
[0035] 以摄像头 所覆盖的船舱区域为火灾监控对象,设第 个摄像头所获取的视频图像分辨率为 ,其对应所覆盖的机舱二维平面区域为 。设 中不同时刻 的图像序列为 ,其中 ( , )为图像像素位置, 基于RGB颜色模型。对所获得的温度、烟雾及图像等数据,进行如下操作:
[0036] 步骤(2)抽取出在步骤(1)中所获得的包含在区域 内的所有温度传感器数据及烟雾传感器数据 。
[0037] 步骤(3)对步骤(2)中所抽取出的温度传感器数据 进行最近邻插值拟合,得到分辨率为 的温度场分布数据 ,进而计算基于温度场分布的温度判据 。具体步骤如下:
[0038] ①在已测温度数据中,找出离 距离最近的点,设其坐标为 ;
[0039] ②令 ;
[0040] ③ ,其中 和 分别为下限温度报警阈值和上限温度报警阈值。
[0041] 步骤(4)对步骤(2)中所抽取出的烟雾传感器数据 进行双线性插值拟合,得到分辨率为 的烟雾场分布数据 ,进而计算基于温度场分布的温度判据 。具体步骤如下:
[0042] ①在已测烟雾数据中,找出离 距离最近的点,设其坐标为 ;
[0043] ②令 ;
[0044] ③ ,其中 为烟雾浓度报警阈值。
[0045] 步骤(5)利用视频图像数据,采用背景减法进行视频火灾分析,获取火灾视频判据 ,具体步骤如下:
[0046] ① 时,获取初始背景图像 : ;
[0047] ② 时,获取递推背景图像 :
[0048] 若
[0049] 若 ;
[0050] ③进行背景减法: ;
[0051] ④进行视频火灾运动判据 计算:
[0052] ,其中 为运动判据阈值;
[0053] ⑤将 转换成HSI颜色模型,分别得到色度分量 、饱和度分量和亮度分量 ,计算火灾颜色信息度量 :
[0054] 。其中 、 、 反映了色度、饱和度及亮度在颜色判据中的重要性,满足 且 ;
[0055] ⑥进行视频火灾颜色判据 计算:
[0056] ,其中 为颜色判据阈值;
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