圖像型消防水炮火點識別算法及執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(jìn)行自動識別、定位，并根據(jù)火點位置調(diào)整消防炮噴射方向以進(jìn)行滅火作業(yè)的智能消防系統(tǒng)。由于采用攝像機(jī)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(fù)雜環(huán)境的火災(zāi)監(jiān)測與消防救災(zāi)工作。
　　首先，基于圖像識別的火焰探測算法是實現(xiàn)該系統(tǒng)智能化的關(guān)鍵。目前，將數(shù)字圖像處理應(yīng)用于火焰識別的相關(guān)研究已經(jīng)取得了一定的成果，但仍存在計算復(fù)雜、識別不夠準(zhǔn)確等問題，需要加以改進(jìn)

2、。其次，火點定位與消防水炮控制系統(tǒng)的合理設(shè)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(jìn)研究以及控制系統(tǒng)設(shè)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(jī)器視覺定位、消防炮控制系統(tǒng)設(shè)計以及消防炮結(jié)構(gòu)設(shè)計四個部分進(jìn)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(jù)。使用形態(tài)學(xué)濾波方法處理火焰二值圖像，并采用一種改進(jìn)的動態(tài)目標(biāo)檢測方法確定火焰

3、質(zhì)心，在MATLAB軟件實中現(xiàn)算法。通過攝像機(jī)標(biāo)定實驗確定攝像機(jī)模型參數(shù)，并依據(jù)雙目視覺理論，使用標(biāo)定后的攝像機(jī)模型計算火點的三維坐標(biāo)，并進(jìn)行了實驗。設(shè)計了基于單片機(jī)多任務(wù)控制系統(tǒng)的攝像機(jī)云臺與消防水炮步進(jìn)電機(jī)控制方案。使用MATLAB GUI編寫上位機(jī)軟件界面，設(shè)計串行通信協(xié)議，并通過創(chuàng)建虛擬串口實現(xiàn)了單片機(jī)與上位機(jī)的通信仿真。探討消防水炮水力性能參數(shù)設(shè)計、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。提出一種采用四桿機(jī)構(gòu)的消防炮俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，并在 Simuli