圖像型消防水炮火點識別算法及執(zhí)行機構控制.pdf

1、圖像型自動消防水炮系統(tǒng)是通過圖像傳感器捕捉火焰信號，對火焰進行自動識別、定位，并根據火點位置調整消防炮噴射方向以進行滅火作業(yè)的智能消防系統(tǒng)。由于采用攝像機作為火焰探測器，監(jiān)測范圍廣并且能夠獲得豐富的場景信息，該系統(tǒng)適用于復雜環(huán)境的火災監(jiān)測與消防救災工作。
　　首先，基于圖像識別的火焰探測算法是實現該系統(tǒng)智能化的關鍵。目前，將數字圖像處理應用于火焰識別的相關研究已經取得了一定的成果，但仍存在計算復雜、識別不夠準確等問題，需要加以改進

2、。其次，火點定位與消防水炮控制系統(tǒng)的合理設計決定著智能消防系統(tǒng)的整體性能。因此，對火焰識別算法的改進研究以及控制系統(tǒng)設計研究對圖像型自動消防水炮系統(tǒng)的優(yōu)化有著重要的意義。
　　本文主要針對圖像型自動消防水炮系統(tǒng)的火焰識別算法、機器視覺定位、消防炮控制系統(tǒng)設計以及消防炮結構設計四個部分進行研究。選取火焰的顏色、形狀、閃爍頻率作為區(qū)分火焰圖像與背景圖像的依據。使用形態(tài)學濾波方法處理火焰二值圖像，并采用一種改進的動態(tài)目標檢測方法確定火焰

3、質心，在MATLAB軟件實中現算法。通過攝像機標定實驗確定攝像機模型參數，并依據雙目視覺理論，使用標定后的攝像機模型計算火點的三維坐標，并進行了實驗。設計了基于單片機多任務控制系統(tǒng)的攝像機云臺與消防水炮步進電機控制方案。使用MATLAB GUI編寫上位機軟件界面，設計串行通信協(xié)議，并通過創(chuàng)建虛擬串口實現了單片機與上位機的通信仿真。探討消防水炮水力性能參數設計、機械結構設計方法。提出一種采用四桿機構的消防炮俯仰旋轉機構，并在 Simuli