基于火焰識(shí)別的火災(zāi)識(shí)別判據(jù)研究.pdf

1、火災(zāi)報(bào)警過(guò)程可分為信號(hào)的探測(cè)、信號(hào)的分析、信號(hào)的傳輸三部分。信號(hào)探測(cè)和分析的目的是確定是否存在具有危害性的燃燒過(guò)程或潛在的危害性燃燒過(guò)程。燃燒過(guò)程會(huì)產(chǎn)生新的物質(zhì)和能量，如煙、CO氣體，熱能、光(火焰)、聲音等。火災(zāi)信號(hào)探測(cè)就是要探測(cè)燃燒所產(chǎn)生的物質(zhì)和能量。
　　 因此，從信號(hào)探測(cè)的角度可把火災(zāi)報(bào)警分為感煙型、溫度型、圖像型、氣體型等。其中煙的探測(cè)可以通過(guò)煙的顆粒，也可以通過(guò)圖像信號(hào)實(shí)現(xiàn)，火焰的探測(cè)一般只能通過(guò)圖像信號(hào)。早期的火災(zāi)

2、報(bào)警系統(tǒng)多為感煙型、溫度型、氣體型。其實(shí)燃燒過(guò)程是否產(chǎn)生煙或產(chǎn)生煙的多少依賴于燃燒的充分程度，因此煙不能作為燃燒的本質(zhì)特征。另外產(chǎn)生何種氣體也跟燃燒物有關(guān)，如不含碳的物質(zhì)燃燒時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生CO。燃燒過(guò)程一般是放熱過(guò)程，因此產(chǎn)生熱量可以作為燃燒的本質(zhì)特征，但熱量在空氣中的傳播速度較慢，而溫度傳感器的監(jiān)測(cè)范圍較小，要對(duì)某一范圍全面監(jiān)測(cè)需要多個(gè)傳感器，成本較高。
　　 最近十幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的圖像型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)克服了監(jiān)測(cè)范圍的問(wèn)題，并且監(jiān)

3、測(cè)對(duì)象——火焰，具有較強(qiáng)的普遍性，常見(jiàn)物質(zhì)的燃燒都會(huì)產(chǎn)生火焰。通常火焰的判別依據(jù)主要有顏色亮度特征、形狀特征及其在時(shí)間空間上的發(fā)展。本文根據(jù)傳統(tǒng)的火焰顏色、亮度特征模型中存在的缺陷，指出了火焰亮度的空間分布特性以及紅色飽和度隨亮度的變化關(guān)系(Rs-Y關(guān)系)，并修正了傳統(tǒng)的火焰顏色特征模型的錯(cuò)誤。
　　 在此基礎(chǔ)上本文綜合運(yùn)用火焰面積和火焰尖角數(shù)目變化判據(jù)對(duì)穩(wěn)定火焰和失控火焰進(jìn)行進(jìn)一步識(shí)別。對(duì)于穩(wěn)定火焰其面積隨時(shí)間沒(méi)有太大變化，而

4、失控火焰，其圖像面積隨時(shí)間增大，本文計(jì)算了連續(xù)火焰圖像的平均面積，并通過(guò)對(duì)其面積增長(zhǎng)率設(shè)定閾值來(lái)確定是否為失控火焰。為進(jìn)一步排除向攝像頭靠近的穩(wěn)定火焰，本文采用了火焰尖角判據(jù)。對(duì)于穩(wěn)定火焰其尖角數(shù)目隨時(shí)間變化較小，而對(duì)于失控火焰其尖角數(shù)目隨時(shí)間變化較大。實(shí)驗(yàn)表明該判別方法具有更高的準(zhǔn)確性和抗干擾性。
　　 本設(shè)計(jì)方案的靈活性體現(xiàn)在，系統(tǒng)組織方式為移動(dòng)通信網(wǎng)，報(bào)警信號(hào)接收端為手機(jī)而不是火災(zāi)報(bào)警中心，適合單個(gè)家庭的采用；報(bào)警器的控制