基于嵌入式系統(tǒng)和機器視覺的火災檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、火災作為一種頻發(fā)性災害，對人類生命財產(chǎn)和社會安全構成了極大的威脅。而傳統(tǒng)的火災探測器多采用單個時刻的火災參量作為判斷標準，在探測過程中，響應時間較長，難以對早期火災準確的預警，在外界干擾下易引起頻繁誤報或漏報。尤其是在一些大空間、多粉塵、高濕度的建筑物中，傳統(tǒng)的火災探測器幾乎不能正常工作。 隨著社會進步科技發(fā)展，對火災預防技術的要求也越來越高。面對當前城市現(xiàn)代化建設的迅速發(fā)展，各種新技術、新材料、新裝備不斷的采用，城市抗御火災的

2、綜合實力得到不斷增強。但是，火災的破壞作用亦日趨嚴重，火災損失和傷亡人數(shù)呈逐年上升趨勢，惡性火災事故時有發(fā)生。為了確保人員生命和公私財產(chǎn)的安全，對建筑中所設置的消防設施提出了更高的要求?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)是這些消防設施中最基本和最重要的組成部分。 火災自動探測報警技術是將傳感技術、通訊技術和智能化信息、處理技術應用于火災預防的一項綜合性技術。它集計算機技術、微處理器技術、控制檢測技術、現(xiàn)場總線技術、通訊技術、人工智能技術、網(wǎng)絡技術

3、于一體，具有速度快、精度高、實時性好、可直接與城市消防中心的計算機聯(lián)網(wǎng)等突出優(yōu)點，充分體現(xiàn)了火災自動報警控制系統(tǒng)以預防為主、火災監(jiān)測、早期報警的特點。為及時發(fā)現(xiàn)火情、及時控制火情、有效保護社會生命財產(chǎn)的安全發(fā)揮了巨大的作用。 火災自動探測報警技術這些年發(fā)展很快，技術上的更新變化也非常明顯，總體來看，主要的發(fā)展變化是:數(shù)字技術和新工藝、新材料的應用，從而改進了系統(tǒng)能力和減少了維護要求，朝著高可靠、低誤報和網(wǎng)絡化、智能化方向發(fā)展。我

4、國對此技術的研究與應用起步較晚，但發(fā)展迅速。隨著城市現(xiàn)代化建設的發(fā)展、人們消防意識的增強，對火災探測報警技術的研究己經(jīng)成為熱點。 近幾年基于圖像處理的火災檢測被提出并得到了廣泛的研究。但研究多集中于對算法的探討和改進上。大部分是利用CCD攝像頭采集圖像，進而傳于PC機上進行相應處理。這仍然多停留于理論的研究階段，而距離實際應用還有一定的距離。 本文的研究內容是在嵌入式平臺下的基于圖像處理的火災檢測系統(tǒng)。主要目的是希望利用

5、嵌入式平臺構建一個面向實用的圖像火災檢測系統(tǒng)。這樣既發(fā)揮了圖像處理在火災檢測上的優(yōu)勢，又充分利用了嵌入式系統(tǒng)靈活便于安裝應用的優(yōu)點。從而使結合兩者構建出的火焰檢測平臺可以更好的應用于實際。 本文利用arm2440芯片和外圍設備構建硬件平臺，將圖像采集模塊加入硬件平臺上，完成相應的功能。進而在硬件平臺上移植嵌入式linux操作系統(tǒng)，為軟件的開發(fā)應用作鋪墊。然后在嵌入式linux上編寫火焰檢測算法，完成對火焰的探測工作。以上是主要的

6、開發(fā)流程。算法主要利用火焰的輪廓脈動這一主要的動態(tài)特征，結合火焰形狀（火焰尖角、圓形度）、顏色亮度等靜態(tài)特征，對平臺采集來的圖像做火焰判斷。在對火焰的輪廓這一特征的描述上利用離散余弦描述方法，在滿足精度要求的同時減少了算法的復雜度，使其可以更好的應用于嵌入式系統(tǒng)上。同時利用CCD攝像頭加裝紅外濾波鏡的方法，大量減少圖像內干擾，降低了處理的復雜性。 在以上的基礎上，通過對算法和系統(tǒng)的初步實驗我們可以發(fā)現(xiàn)，算法可以較好的適用于火災的