双目图像火灾探测器优化与改进
发布时间：2021-04-07 19:30
火灾是严重威胁人类生命财产安全的重大灾害。对火灾进行实时检测和预警,一旦发生火情能及时对着火点进行空间立体定位并引导灭火装置自动扑灭,可以极大程度的减少火灾造成的损失,具有十分重要的意义。常规的双目图像火灾探测器一般采用单个固定检测模式对火焰进行检测和定位,存在误报较高和定位精度低的问题。本文主要针对双目图像火灾探测器的不足进行优化与改进。具体研究工作如下:（1）设计了基于双目的可控光谱切换硬件系统。通过双“海思3516A”芯片同时采集两个通道的图像并进行预处理和图像传输;然后,通过图像处理技术实现对监控区域火焰的实时、准确检测;检测到火焰后,通过双目立体定位精确的计算出火点的具体空间坐标;最后将多个探测器的坐标系进行统一,实现大空间中多探测器的协同。（2）对现有算法进行优化与改进,以提升火焰检测的准确率以及火点立体定位的精度。火焰检测:首先,通过动态目标提取以及区域生长法获取完整的运动目标区域;其次,针对动态目标区域进行火焰圆形度、火焰尖角、面积变化率特征检测,本文中增加了火焰傅里叶描述子特征检测,通过计算傅里叶描述子的欧式距离可以描述火焰形状的动态特性;最后,结合所有火焰特征的检测...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１传统火灾探测器??Ｆｉｇ．?１．１?ｆｉｒｅ?ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｓｅｎｓｏｒ??随着视频图像技术的不断发展，基于监控视频的图像型火灾探测器［（＾］也得到了长??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???以及未来的研宄和发展方向；然后根据搜集到的信息对相关技术进行学习和分析，针对??现有双目图像火灾探测器存在的不足做出优化与改进。??双目图像火灾探测器是嵌入式、模式识别以及立体定位等技术集成的产物，对减少??火灾带来的损失起到了巨大的作用。然而现有系统仍不完善，仍然存在漏报、误报以及??定位不准确等不足。因此继续研宄并完善该系统，使其更稳定、高效具有重要的意义。??图１．３是本文设计双目图像火灾探测器的系统设计框图，框图中包含了本文研究涉及的??双目图像火灾探测器的所有模块系统。??双目图像火灾探测器??１?Ｉ??双目视觉系统?上位机监控系统??Ｉ?￣￣??Ｉ?１?—Ｉ?Ｉ?￣￣?Ｉ??ＩＩＩ｜｜图图识双定￥测?塵收重模１５??ｆ像像别＠位１器?１与ｓ式??ｉｆ?ｆ采火系火系丨｜协?Ｓ显平选?Ｉｆ??§親斧集焰统点统裏同?厘示Ｓ择置暴??图１．３系统设计框图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ??本文从通过对各个子系统进行独立介绍的方式对双目图像火灾探测器进行介绍。第??二章主要介绍本文硬件部分，第三章、第四章、第五章介绍了本文的软件部分，其中第??三章主要介绍了火焰识别前期对疑似火焰区域进行的运动目标检测以及优化，第四章主??要介绍了火焰特征识别算法及其优化和改进，第五章主要介绍了当识别到火灾时，对火??点坐标进行定位的相关算法及其优化和改进，具体结构安排如下：??第一章：介绍了本文的研宄背景及意义，从整体上介绍了双目图像火灾探测器的技??术原理以及达到的效果，阐述了其发展的历史和
监控系统。??双目视觉系统前端搭载两颗配备有可转动红外滤光片的摄像头，该滤光片可以滤除波长??小于％０ｎｍ的光线得到红外光波段图像。前端系统核心处理器为“海思３５１６Ａ”芯片，??可以实现图像缩放、畸变校正、预处理、编码传输等功能。双目视觉系统后端主要在计??算机上进行，负责对前端采集的视频图像进行处理，实现火灾识别、定位以及多探测器??协同等功能。上位机监控系统同样在计算机上运行，通过编写Ｑｔ程序实现系统的可视??化操作界面。该界面可以实现监控视频显示、功能设定、参数配置等操作，如图２．１所??示为系统的总体设计方案。??ｒ?一：一一一二一一—一一一—一二一一－—一一：一＿?１??｜?广????Ｉ?！??ＩＩ左雛?右相机?ｉ?ｒ＾ｉ??！?！?￣?￣￣?ｒｔｆ］目??ＩＩ?海思芯片?Ｍ?ｇ｜??！?！?火焰检测耸法?视??丨丨?．立火??！?：?士——?ｆ?灾??！?！?双目定位算法?孟?探??！?！?￣￣－Ｔ－￣￣Ｉ?＠?测?????．?器??坐标转换?丨??１?Ｉ?｜??上位机监控系统??Ｌ．－．１??！??图２．１系统总体设计方案??Ｆｉｇ．?２．１?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｄｅｓｉｇｎ?ｏｆ?ｓｙｓｔｅｍ??２．２探测器系统工作流程??双目图像火灾探测器的工作流程主要包括双目视频图像采集、火焰检测、双目立体??定位、多探测器协同四个部分。其工作流程图如图２．２所不。??－７?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于区域生长算法的土石混合介质细观识别与数值模拟研究[J]. 戴薇,石崇,阮怀宁,孔洋,杨俊雄. 三峡大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]基于空间变换的图像型火灾探测器坐标定位方法[J]. 陈学军. 仪表技术与传感器. 2019(11)
[3]结合视觉注意力机制基于尺度自适应局部对比度增强的红外弱小目标检测算法[J]. 沈旭,程小辉,王新政. 红外技术. 2019(08)
[4]基于双目视觉立体匹配技术的双目测距研究[J]. 李明东,卢彪,金传宇. 廊坊师范学院学报(自然科学版). 2019(02)
[5]基于动静态特征的监控视频火灾检测算法[J]. 肖潇,孔凡芝,刘金华. 计算机科学. 2019(S1)
[6]基于双目立体视觉技术的空间定位系统设计与实现[J]. 李冠贤,何思铭,费浩雯. 电子世界. 2019(11)
[7]基于帧差和背景建模的卫星视频目标检测[J]. 吴昱舟,姚力波,刘勇,张筱晗,李家起. 海军航空工程学院学报. 2018(05)
[8]基于双目立体视觉的结构光测量技术[J]. 周麒,杨永明,王振洲. 计算机工程. 2018(07)
[9]构建消防设施大数据监管体系 推进消防设施社会综合治理[J]. 刘凯. 智能建筑. 2018(05)
[10]基于角点的双目视觉绝对定位研究[J]. 付朋,陈新度,吴磊. 电子测量与仪器学报. 2018(03)
硕士论文
[1]基于双目视觉的火焰目标检测[D]. 王中林.北京交通大学 2018
[2]基于多尺度回插框架的图像噪声抑制方法及其应用研究[D]. 沈山山.西安电子科技大学 2017
[3]基于火焰特征的图像型火灾探测技术研究[D]. 陈嘉卿.江苏科技大学 2016
[4]基于电力线载波技术的消防监控系统的设计[D]. 李骋程.山东师范大学 2015
[5]基于H.264网络视频监控系统的研究与实现[D]. 吕佳.哈尔滨理工大学 2015
[6]异源图像匹配算法研究[D]. 王家泽.国防科学技术大学 2014
[7]基于结构信息的异源图像配准技术研究[D]. 赵栋.大连理工大学 2014
[8]基于图像处理的森林火灾监测的技术研究[D]. 梁青.华东交通大学 2012
本文编号：3124057
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１传统火灾探测器??Ｆｉｇ．?１．１?ｆｉｒｅ?ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｓｅｎｓｏｒ??随着视频图像技术的不断发展，基于监控视频的图像型火灾探测器［（＾］也得到了长??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???以及未来的研宄和发展方向；然后根据搜集到的信息对相关技术进行学习和分析，针对??现有双目图像火灾探测器存在的不足做出优化与改进。??双目图像火灾探测器是嵌入式、模式识别以及立体定位等技术集成的产物，对减少??火灾带来的损失起到了巨大的作用。然而现有系统仍不完善，仍然存在漏报、误报以及??定位不准确等不足。因此继续研宄并完善该系统，使其更稳定、高效具有重要的意义。??图１．３是本文设计双目图像火灾探测器的系统设计框图，框图中包含了本文研究涉及的??双目图像火灾探测器的所有模块系统。??双目图像火灾探测器??１?Ｉ??双目视觉系统?上位机监控系统??Ｉ?￣￣??Ｉ?１?—Ｉ?Ｉ?￣￣?Ｉ??ＩＩＩ｜｜图图识双定￥测?塵收重模１５??ｆ像像别＠位１器?１与ｓ式??ｉｆ?ｆ采火系火系丨｜协?Ｓ显平选?Ｉｆ??§親斧集焰统点统裏同?厘示Ｓ择置暴??图１．３系统设计框图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ??本文从通过对各个子系统进行独立介绍的方式对双目图像火灾探测器进行介绍。第??二章主要介绍本文硬件部分，第三章、第四章、第五章介绍了本文的软件部分，其中第??三章主要介绍了火焰识别前期对疑似火焰区域进行的运动目标检测以及优化，第四章主??要介绍了火焰特征识别算法及其优化和改进，第五章主要介绍了当识别到火灾时，对火??点坐标进行定位的相关算法及其优化和改进，具体结构安排如下：??第一章：介绍了本文的研宄背景及意义，从整体上介绍了双目图像火灾探测器的技??术原理以及达到的效果，阐述了其发展的历史和
监控系统。??双目视觉系统前端搭载两颗配备有可转动红外滤光片的摄像头，该滤光片可以滤除波长??小于％０ｎｍ的光线得到红外光波段图像。前端系统核心处理器为“海思３５１６Ａ”芯片，??可以实现图像缩放、畸变校正、预处理、编码传输等功能。双目视觉系统后端主要在计??算机上进行，负责对前端采集的视频图像进行处理，实现火灾识别、定位以及多探测器??协同等功能。上位机监控系统同样在计算机上运行，通过编写Ｑｔ程序实现系统的可视??化操作界面。该界面可以实现监控视频显示、功能设定、参数配置等操作，如图２．１所??示为系统的总体设计方案。??ｒ?一：一一一二一一—一一一—一二一一－—一一：一＿?１??｜?广????Ｉ?！??ＩＩ左雛?右相机?ｉ?ｒ＾ｉ??！?！?￣?￣￣?ｒｔｆ］目??ＩＩ?海思芯片?Ｍ?ｇ｜??！?！?火焰检测耸法?视??丨丨?．立火??！?：?士——?ｆ?灾??！?！?双目定位算法?孟?探??！?！?￣￣－Ｔ－￣￣Ｉ?＠?测?????．?器??坐标转换?丨??１?Ｉ?｜??上位机监控系统??Ｌ．－．１??！??图２．１系统总体设计方案??Ｆｉｇ．?２．１?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｄｅｓｉｇｎ?ｏｆ?ｓｙｓｔｅｍ??２．２探测器系统工作流程??双目图像火灾探测器的工作流程主要包括双目视频图像采集、火焰检测、双目立体??定位、多探测器协同四个部分。其工作流程图如图２．２所不。??－７?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于区域生长算法的土石混合介质细观识别与数值模拟研究[J]. 戴薇,石崇,阮怀宁,孔洋,杨俊雄. 三峡大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]基于空间变换的图像型火灾探测器坐标定位方法[J]. 陈学军. 仪表技术与传感器. 2019(11)
[3]结合视觉注意力机制基于尺度自适应局部对比度增强的红外弱小目标检测算法[J]. 沈旭,程小辉,王新政. 红外技术. 2019(08)
[4]基于双目视觉立体匹配技术的双目测距研究[J]. 李明东,卢彪,金传宇. 廊坊师范学院学报(自然科学版). 2019(02)
[5]基于动静态特征的监控视频火灾检测算法[J]. 肖潇,孔凡芝,刘金华. 计算机科学. 2019(S1)
[6]基于双目立体视觉技术的空间定位系统设计与实现[J]. 李冠贤,何思铭,费浩雯. 电子世界. 2019(11)
[7]基于帧差和背景建模的卫星视频目标检测[J]. 吴昱舟,姚力波,刘勇,张筱晗,李家起. 海军航空工程学院学报. 2018(05)
[8]基于双目立体视觉的结构光测量技术[J]. 周麒,杨永明,王振洲. 计算机工程. 2018(07)
[9]构建消防设施大数据监管体系 推进消防设施社会综合治理[J]. 刘凯. 智能建筑. 2018(05)
[10]基于角点的双目视觉绝对定位研究[J]. 付朋,陈新度,吴磊. 电子测量与仪器学报. 2018(03)
硕士论文
[1]基于双目视觉的火焰目标检测[D]. 王中林.北京交通大学 2018
[2]基于多尺度回插框架的图像噪声抑制方法及其应用研究[D]. 沈山山.西安电子科技大学 2017
[3]基于火焰特征的图像型火灾探测技术研究[D]. 陈嘉卿.江苏科技大学 2016
[4]基于电力线载波技术的消防监控系统的设计[D]. 李骋程.山东师范大学 2015
[5]基于H.264网络视频监控系统的研究与实现[D]. 吕佳.哈尔滨理工大学 2015
[6]异源图像匹配算法研究[D]. 王家泽.国防科学技术大学 2014
[7]基于结构信息的异源图像配准技术研究[D]. 赵栋.大连理工大学 2014
[8]基于图像处理的森林火灾监测的技术研究[D]. 梁青.华东交通大学 2012
本文编号：3124057
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