寻的式智能消防控制系统的研究

发布时间：2017-04-03 09:08

  本文关键词：寻的式智能消防控制系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着我国经济的快速发展和城市化的不断推进,各种新式建筑应运而生,如何保障现代建筑的消防安全已成为摆在人们面前的客观性难题。目前市面上的消防灭火方式仍然以消防栓、自动喷淋和简易消防水炮为主,无法适用于结构日益复杂的室内大空间建筑,也不能满足危险区域的消防灭火作业。因此,研究一套具有针对性的智能消防控制系统具有十分重要的实践意义。本文根据室内大空间火灾特点,设计了一套可以不需要人员参与的全自动智能消防控制系统,其主要功能为,当监控范围发生火灾,报警系统工作,通过摄像机捕捉现场图像,基于图像处理技术识别火源目标与消防水炮射流轨迹,并根据计算结果控制消防水炮进行灭火工作。本文主要针对火源目标以及消防水炮射流轨迹的识别和消防水炮控制展开研究。通过安装摄像机采集现场图像,根据图像处理技术提出了基于颜色模型和轮廓特征的方法来识别火源目标与消防水炮射流轨迹,采用闭环控制,基于水道落点坐标与火源中心的位置差,不断调整控制参量,修正消防水炮方位,实现对特定区域火源的有效扑灭。最后本文在实验室和现场环境分别进行了测试实验,并对系统的图像处理算法和工作模式进行简单的总结与分析,为将来消防系统的发展提供明确的研究方向。本文设计的消防系统涉及多个功能单元,报警和控制模块交由STM32ARM处理器完成,目标识别模块由DM642芯片负责,通过移植嵌入式图像处理库EMCV来实现对火源和消防水炮目标分割,经由串口接口完成模块之间的参数传递。实验表明,本文设计的智能消防控制系统性能稳定,实时性良好,能够实现大空间火灾的预警和扑灭,满足用户需求。
【关键词】：智能消防 图像处理 火源目标 射流轨迹 闭环控制
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU892
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注释表13-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 课题研究背景及意义14-15
• 1.2 消防控制系统的研究现状15-18
• 1.2.1 传统消防措施的发展历程15-16
• 1.2.2 国内外消防控制系统的研究现状16-18
• 1.3 课题研究内容及章节安排18-20
• 1.3.1 课题主要研究内容18-19
• 1.3.2 论文章节安排19-20
• 第二章 系统总体设计与技术路线20-32
• 2.1 系统总述20-21
• 2.2 系统硬件选择21-24
• 2.3 图像处理库的选择24-25
• 2.4 目标定位25-29
• 2.4.1 系统目标定位分析25
• 2.4.2 目标成像分析25-26
• 2.4.3 坐标系转换及计算26-29
• 2.5 系统总体架构29-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 火源目标识别方法的研究32-45
• 3.1 火源目标识别策略分析32-33
• 3.1.1 火源识别原理分析32
• 3.1.2 火源识别流程32-33
• 3.2 单帧图片的静态搜索33-39
• 3.2.1 火源目标分割33-35
• 3.2.2 火焰边缘特征的分析35-39
• 3.2.3 火源目标的锁定39
• 3.3 多帧图片的动态匹配关联39-41
• 3.3.1 火源目标动态特性分析39
• 3.3.2 关键帧与辅助帧分配39-40
• 3.3.3 采用轮廓矩进行相似性检测40-41
• 3.4 实验结果分析41-44
• 3.4.1 火源静态特征识别结果41-42
• 3.4.2 火源动态特性识别结果42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 消防水炮射流轨迹识别与控制方法的研究45-58
• 4.1 消防水炮射流轨迹识别策略分析45-46
• 4.1.1 消防水炮射流轨迹识别原理45
• 4.1.2 系统消防水炮射流轨迹识别方法45-46
• 4.2 基于图像处理技术的射流轨迹识别方法46-50
• 4.2.1 水道目标分割46-48
• 4.2.2 水道目标轮廓法还原轨迹48-50
• 4.2.3 水道落点的识别50
• 4.3 消防水炮射流轨迹识别实验结果与分析50-53
• 4.3.1 射流轨迹还原50-52
• 4.3.2 水道落点标示52-53
• 4.4 消防水炮控制方法的研究53-56
• 4.4.1 消防水炮控制原理介绍53-54
• 4.4.2 DM642串口通讯54-55
• 4.4.3 消防水炮控制流程55-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 系统整体实现58-70
• 5.1 PC环境下图像算法的实现58-60
• 5.2 DM642环境下图像算法的实现60-66
• 5.2.1 DM642存储资源划分60-62
• 5.2.2 EMCV库的移植过程62-63
• 5.2.3 DM642环境下图像处理结果展示63-66
• 5.3 系统联调与实验验证66-69
• 5.3.1 DM64实验室模拟实验验证66-67
• 5.3.2 系统整体测试与现场实验67-68
• 5.3.3 系统实验分析68-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 工作总结70-71
• 6.2 工作展望71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文76

【参考文献】

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本文编号：284056