基于NiosⅡ视频图像识别的自动灭火系统的制作方法
专利名称：基于NiosⅡ视频图像识别的自动灭火系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于消防联动自动控制领域，尤其涉及一种基于NiosII视频图像识别的自
动灭火系统。
技术背景
现有的自动消防水炮大概有两种类型
1 )釆用红外线或紫外线敏感器件作为传感器探测火源，主要是应用窄缝水平和垂直 方向的扫描在一定范围内搜寻火源；
2 )采用视频图像加上红外图像同时采集方式，视频图像用于人工监控，红外图像用 于寻找火源；以上这两种方式的自动消防水炮都存在一个弱点由于它们是开环控制，只 能控制消防水炮朝大致方向喷水灭火，并不能完全对准火源，而且对火灾现场发生的风向， 风力，水压等条件发生变化时不能及时修正水柱喷洒方向，在灭火的关键时刻有可能起不 到应有的作用；现代的视频识别技术的发展为本实用新型的实现创造了条件。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能通过图像识别自动寻找火警火源并能自动准确地
灭火的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统。
本实用新型的目的是这样实现的，所述的基于Nios II视频图像识别的自动灭火系统， 包括摄像机、图像采集器、供电电源、基于NiosII视频图像处理器、基于嵌入式ARM控制 器、图像存储器、电控消防水炮和图像显示器LCD，其结构特点为所述的摄像机与图像采 集器连接，图像采集器连接在基于NiosII视频图像处理器的外部相应的功能引脚上，基于 NiosII视频图像处理器的相应的功能引脚与基于嵌入式ARM控制器的相应的功能引脚相连 接，在基于嵌入式ARM控制器的外部相应的功能引脚上连接有图像存储器、电控消防水炮 和图像显示器LCD。
本实用新型的目的还可通过以下技术方案实现的，所述的基于Nios II视频图像识别的 自动灭火系统，其特点为所述的基于NiosII视频图像处理器采用具有对图像进行分析处理 而准确地识别出火情部位的基于NiosII视频图像处理器。所述的基于NiosII视频图像识 别的自动灭火系统，其特点为所述摄像机是装配在高空俯视所的监视区域，摄像机通过传 输线与图像采集器连接。所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，其特点为所述 的基于嵌入式ARM控制器采用具有自动控制电控消防水炮工作、控制图像显示器LCD显示 以及能将火情的图像存入图像存储器的基于嵌入式ARM控制器。所述的基于Nios II视频图 像识别的自动灭火系统，其特点为所述的电控消防水炮采用设有能控制电控消防水炮进行 水平回转和俯仰动作的水平回转和俯仰动作的驱动机构的电控消防水炮。
本实用新型的优点是本实用新型主要应用在大空间场合的喷水灭火。大空间场合主 要有机场、码头、仓库、厂房、大中型卖场，煤场、体育场馆、露天场所等。它解决了 目前其它类自动消防水炮易受环境因素影响(如水压，风向，风力等)，导致自动灭火工 作准确度不高的问题，具有结构简单，安装和使用方便，能有效提高灭火准确率等优点。通过基于NiosII视频图像处理器能识别火灾参数，识别出火情部位，它还能通过识别电控 消防水炮喷出的水柱的特征参数识别出水柱的落点位置；基于NiosII视频图像处理器通过 识别出火情部位和水柱的落点位置通过基于嵌入式ARM控制器计算出两者的位置差，并将 这个位置差传送到消防水炮控制器即驱动电控消防水炮的水平回转和俯仰动作的驱动机 构，消防水炮控制器则根据这个位置差来修正电控消防水炮，使消防水炮喷出的水柱落点 位置和火情部位两者不断靠紧直至重合，达到快速准确灭火的目的。
图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明
如图1所示，本实用新型所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，它包括摄 像机l、图像采集器2、供电电源3、基于NiosII视频图像处理器4、基于嵌入式ARM控制 器5、图像存储器6、电控消防水炮7和图像显示器LCD 8，图像采集器2可用解码芯片 SAA7110、 SAA7114、 SM7113等；基于NiosII视频图像处理器4可用EP1C12、 EP1C6、 EP2C5、 EP2C8等组成；基于嵌入式ARM控制器5可用三星S3C2410或S3C2440等组成，其结构特 点为所述的摄像机1与图像采集器2连接，图像采集器2连接在基于NiosII视频图像处理 器4的外部相应的功能引脚上，基于NiosII视频图像处理器4的相应的功能引脚连接到基 于嵌入式AM控制器5的相应的功能引脚上，在基于嵌入式ARM控制器5的外部相应的功 能引脚上连接有图像存储器6、电控消防水炮7和图像显示器LCD 8。
具体工作为由摄像机1获取图像通过图像采集器2将模拟图像转换为数字图像，将 数字图像信号经传输线进入到基于NiosII视频图像处理器4中进行图像处理，根据对比数 据库内已有的火情特征模式或其它程序算法识别出是否有火情，计算出火情的火情部位如 中心位置，并将处理后的数字图像信号传输给基于嵌入式ARM控制器5进行显示及存储， 显示及存储可以是适时的不间断的；基于嵌入式ARM控制器根据火情的中心位置，启动通 过传输线所连接的电控消防水炮7工作以对火情处喷出水柱。此时摄像机1也适时获取所 喷出的水柱图像信号(如水柱的大小及落点)，通过图像采集器2将模拟图像信号转换 为数字图像，将数字图像信号经传输线进入到基于MosII视频图像处理器4中进行图像i只 别处理，根据水柱的特征模式计算识别出水柱的落点位置如落点的中心区域，输送到基 于嵌入式ARM控制器5进行显示及存储，基于嵌入式ARM控制器5计算火情的中心位置与 水柱落点的中心区域两者相对坐标位置差；根据这个坐标位置差，向电控消防水炮7发出 控制命令，通过控制驱动电控消防水炮的水平回转和俯仰动作的驱动机构在进行水平和垂 直方向的运动，以控制电控消防水炮7喷出的水柱朝向火情部位9，达到能够上下左右前 后运动保证全方位灭火，使火灾能被自动扑灭。整个灭火过程是一个闭环反馈的不断修正 误差的过程，能确保排除各种现场干扰，使消防水炮喷出的水柱落点位置和火情部位两者 不断靠紧直至重合，达到快速准确灭火的目的。所述的控制驱动电控消防水炮的水平回转 和俯仰动作的驱动机构是现有技术。
权利要求1、一种基于Nios II视频图像识别的自动灭火系统，包括摄像机(1)、图像采集器(2)、供电电源(3)、基于NiosII视频图像处理器(4)、基于嵌入式ARM控制器(5)、图像存储器(6)、电控消防水炮(7)和图像显示器LCD(8)，其特征在于所述的摄像机(1)与图像采集器(2)连接，图像采集器(2)连接在基于NiosII视频图像处理器(4)的外部相应的功能引脚上，基于NiosII视频图像处理器(4)的相应的功能引脚与基于嵌入式ARM控制器(5)的相应的功能引脚相连接，在基于嵌入式ARM控制器(5)的外部相应的功能引脚上连接有图像存储器(6)、电控消防水炮(7)和图像显示器LCD(8)。
2、 根据权利要求l所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，其特征在于所述的基于NiosII视频图像处理器(4)采用具有对图像进行分析处理而准确地识别出火情部位的基于NiosII视频图像处理器。
3、 根据权利要求l或2所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，其特征在于所述摄像机(1)是装配在高空俯视所的监视区域，摄像机(1)通过传输线与图像采集器(2)连接。
4、 根据权利要求l或2所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，其特征在于所述的基于嵌入式ARM控制器(5)采用具有自动控制电控消防水炮(7)工作、控制图像显示器LCD (8)显示以及能将火情的图像存入图像存储器(6)的基于嵌入式ARM控制器。
5、 根据权利要求l或2所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，其特征在于所述的电控消防水炮(7)采用设有能控制电控消防水炮进行水平回转和俯仰动作的水平回转和俯仰动作的驱动机构的电控消防水炮。
专利摘要本实用新型公开一种基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，包括摄像机、图像采集器、基于NiosII视频图像处理器、基于嵌入式ARM控制器、电控消防水炮和图像显示器LCD，其特点为所述的摄像机与图像采集器连接，图像采集器连接在基于Nios II视频图像处理器的外部相应的功能引脚上，基于NiosII视频图像处理器的相应的功能引脚与基于嵌入式ARM控制器的相应的功能引脚相连接，在基于嵌入式ARM控制器的外部相应的功能引脚上连接有电控消防水炮和图像显示器LCD。通过识别出火情部位和水柱的落点位置并计算出两者的位置差，根据位置差修正电控消防水炮，使水柱落点位置和火情部位不断靠紧直至重合，达到准确灭火的目的。
文档编号A62C37/00GK201399176SQ20092013715
公开日2010年2月10日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者许如臣, 连全塔, 黄亚树 申请人:许如臣;连全塔;黄亚树
技术领域：
本实用新型属于消防联动自动控制领域，尤其涉及一种基于NiosII视频图像识别的自
动灭火系统。
技术背景
现有的自动消防水炮大概有两种类型
1 )釆用红外线或紫外线敏感器件作为传感器探测火源，主要是应用窄缝水平和垂直 方向的扫描在一定范围内搜寻火源；
2 )采用视频图像加上红外图像同时采集方式，视频图像用于人工监控，红外图像用 于寻找火源；以上这两种方式的自动消防水炮都存在一个弱点由于它们是开环控制，只 能控制消防水炮朝大致方向喷水灭火，并不能完全对准火源，而且对火灾现场发生的风向， 风力，水压等条件发生变化时不能及时修正水柱喷洒方向，在灭火的关键时刻有可能起不 到应有的作用；现代的视频识别技术的发展为本实用新型的实现创造了条件。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能通过图像识别自动寻找火警火源并能自动准确地
灭火的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统。
本实用新型的目的是这样实现的，所述的基于Nios II视频图像识别的自动灭火系统， 包括摄像机、图像采集器、供电电源、基于NiosII视频图像处理器、基于嵌入式ARM控制 器、图像存储器、电控消防水炮和图像显示器LCD，其结构特点为所述的摄像机与图像采 集器连接，图像采集器连接在基于NiosII视频图像处理器的外部相应的功能引脚上，基于 NiosII视频图像处理器的相应的功能引脚与基于嵌入式ARM控制器的相应的功能引脚相连 接，在基于嵌入式ARM控制器的外部相应的功能引脚上连接有图像存储器、电控消防水炮 和图像显示器LCD。
本实用新型的目的还可通过以下技术方案实现的，所述的基于Nios II视频图像识别的 自动灭火系统，其特点为所述的基于NiosII视频图像处理器采用具有对图像进行分析处理 而准确地识别出火情部位的基于NiosII视频图像处理器。所述的基于NiosII视频图像识 别的自动灭火系统，其特点为所述摄像机是装配在高空俯视所的监视区域，摄像机通过传 输线与图像采集器连接。所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，其特点为所述 的基于嵌入式ARM控制器采用具有自动控制电控消防水炮工作、控制图像显示器LCD显示 以及能将火情的图像存入图像存储器的基于嵌入式ARM控制器。所述的基于Nios II视频图 像识别的自动灭火系统，其特点为所述的电控消防水炮采用设有能控制电控消防水炮进行 水平回转和俯仰动作的水平回转和俯仰动作的驱动机构的电控消防水炮。
本实用新型的优点是本实用新型主要应用在大空间场合的喷水灭火。大空间场合主 要有机场、码头、仓库、厂房、大中型卖场，煤场、体育场馆、露天场所等。它解决了 目前其它类自动消防水炮易受环境因素影响(如水压，风向，风力等)，导致自动灭火工 作准确度不高的问题，具有结构简单，安装和使用方便，能有效提高灭火准确率等优点。通过基于NiosII视频图像处理器能识别火灾参数，识别出火情部位，它还能通过识别电控 消防水炮喷出的水柱的特征参数识别出水柱的落点位置；基于NiosII视频图像处理器通过 识别出火情部位和水柱的落点位置通过基于嵌入式ARM控制器计算出两者的位置差，并将 这个位置差传送到消防水炮控制器即驱动电控消防水炮的水平回转和俯仰动作的驱动机 构，消防水炮控制器则根据这个位置差来修正电控消防水炮，使消防水炮喷出的水柱落点 位置和火情部位两者不断靠紧直至重合，达到快速准确灭火的目的。
图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明
如图1所示，本实用新型所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，它包括摄 像机l、图像采集器2、供电电源3、基于NiosII视频图像处理器4、基于嵌入式ARM控制 器5、图像存储器6、电控消防水炮7和图像显示器LCD 8，图像采集器2可用解码芯片 SAA7110、 SAA7114、 SM7113等；基于NiosII视频图像处理器4可用EP1C12、 EP1C6、 EP2C5、 EP2C8等组成；基于嵌入式ARM控制器5可用三星S3C2410或S3C2440等组成，其结构特 点为所述的摄像机1与图像采集器2连接，图像采集器2连接在基于NiosII视频图像处理 器4的外部相应的功能引脚上，基于NiosII视频图像处理器4的相应的功能引脚连接到基 于嵌入式AM控制器5的相应的功能引脚上，在基于嵌入式ARM控制器5的外部相应的功 能引脚上连接有图像存储器6、电控消防水炮7和图像显示器LCD 8。
具体工作为由摄像机1获取图像通过图像采集器2将模拟图像转换为数字图像，将 数字图像信号经传输线进入到基于NiosII视频图像处理器4中进行图像处理，根据对比数 据库内已有的火情特征模式或其它程序算法识别出是否有火情，计算出火情的火情部位如 中心位置，并将处理后的数字图像信号传输给基于嵌入式ARM控制器5进行显示及存储， 显示及存储可以是适时的不间断的；基于嵌入式ARM控制器根据火情的中心位置，启动通 过传输线所连接的电控消防水炮7工作以对火情处喷出水柱。此时摄像机1也适时获取所 喷出的水柱图像信号(如水柱的大小及落点)，通过图像采集器2将模拟图像信号转换 为数字图像，将数字图像信号经传输线进入到基于MosII视频图像处理器4中进行图像i只 别处理，根据水柱的特征模式计算识别出水柱的落点位置如落点的中心区域，输送到基 于嵌入式ARM控制器5进行显示及存储，基于嵌入式ARM控制器5计算火情的中心位置与 水柱落点的中心区域两者相对坐标位置差；根据这个坐标位置差，向电控消防水炮7发出 控制命令，通过控制驱动电控消防水炮的水平回转和俯仰动作的驱动机构在进行水平和垂 直方向的运动，以控制电控消防水炮7喷出的水柱朝向火情部位9，达到能够上下左右前 后运动保证全方位灭火，使火灾能被自动扑灭。整个灭火过程是一个闭环反馈的不断修正 误差的过程，能确保排除各种现场干扰，使消防水炮喷出的水柱落点位置和火情部位两者 不断靠紧直至重合，达到快速准确灭火的目的。所述的控制驱动电控消防水炮的水平回转 和俯仰动作的驱动机构是现有技术。
权利要求1、一种基于Nios II视频图像识别的自动灭火系统，包括摄像机(1)、图像采集器(2)、供电电源(3)、基于NiosII视频图像处理器(4)、基于嵌入式ARM控制器(5)、图像存储器(6)、电控消防水炮(7)和图像显示器LCD(8)，其特征在于所述的摄像机(1)与图像采集器(2)连接，图像采集器(2)连接在基于NiosII视频图像处理器(4)的外部相应的功能引脚上，基于NiosII视频图像处理器(4)的相应的功能引脚与基于嵌入式ARM控制器(5)的相应的功能引脚相连接，在基于嵌入式ARM控制器(5)的外部相应的功能引脚上连接有图像存储器(6)、电控消防水炮(7)和图像显示器LCD(8)。
2、 根据权利要求l所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，其特征在于所述的基于NiosII视频图像处理器(4)采用具有对图像进行分析处理而准确地识别出火情部位的基于NiosII视频图像处理器。
3、 根据权利要求l或2所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，其特征在于所述摄像机(1)是装配在高空俯视所的监视区域，摄像机(1)通过传输线与图像采集器(2)连接。
4、 根据权利要求l或2所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，其特征在于所述的基于嵌入式ARM控制器(5)采用具有自动控制电控消防水炮(7)工作、控制图像显示器LCD (8)显示以及能将火情的图像存入图像存储器(6)的基于嵌入式ARM控制器。
5、 根据权利要求l或2所述的基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，其特征在于所述的电控消防水炮(7)采用设有能控制电控消防水炮进行水平回转和俯仰动作的水平回转和俯仰动作的驱动机构的电控消防水炮。
专利摘要本实用新型公开一种基于NiosII视频图像识别的自动灭火系统，包括摄像机、图像采集器、基于NiosII视频图像处理器、基于嵌入式ARM控制器、电控消防水炮和图像显示器LCD，其特点为所述的摄像机与图像采集器连接，图像采集器连接在基于Nios II视频图像处理器的外部相应的功能引脚上，基于NiosII视频图像处理器的相应的功能引脚与基于嵌入式ARM控制器的相应的功能引脚相连接，在基于嵌入式ARM控制器的外部相应的功能引脚上连接有电控消防水炮和图像显示器LCD。通过识别出火情部位和水柱的落点位置并计算出两者的位置差，根据位置差修正电控消防水炮，使水柱落点位置和火情部位不断靠紧直至重合，达到准确灭火的目的。
文档编号A62C37/00GK201399176SQ20092013715
公开日2010年2月10日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者许如臣, 连全塔, 黄亚树 申请人:许如臣;连全塔;黄亚树
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