基于火焰識別的火災(zāi)識別判據(jù)研究.pdf

1、火災(zāi)報警過程可分為信號的探測、信號的分析、信號的傳輸三部分。信號探測和分析的目的是確定是否存在具有危害性的燃燒過程或潛在的危害性燃燒過程。燃燒過程會產(chǎn)生新的物質(zhì)和能量，如煙、CO氣體，熱能、光(火焰)、聲音等?；馂?zāi)信號探測就是要探測燃燒所產(chǎn)生的物質(zhì)和能量。
　　 因此，從信號探測的角度可把火災(zāi)報警分為感煙型、溫度型、圖像型、氣體型等。其中煙的探測可以通過煙的顆粒，也可以通過圖像信號實現(xiàn)，火焰的探測一般只能通過圖像信號。早期的火災(zāi)

2、報警系統(tǒng)多為感煙型、溫度型、氣體型。其實燃燒過程是否產(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)燃燒時就不會產(chǎn)生CO。燃燒過程一般是放熱過程，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)測范圍較小，要對某一范圍全面監(jiān)測需要多個傳感器，成本較高。
　　 最近十幾年來發(fā)展起來的圖像型火災(zāi)報警系統(tǒng)克服了監(jiān)測范圍的問題，并且監(jiān)

3、測對象——火焰，具有較強的普遍性，常見物質(zhì)的燃燒都會產(chǎn)生火焰。通?；鹧娴呐袆e依據(jù)主要有顏色亮度特征、形狀特征及其在時間空間上的發(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誤。
　　 在此基礎(chǔ)上本文綜合運用火焰面積和火焰尖角數(shù)目變化判據(jù)對穩(wěn)定火焰和失控火焰進行進一步識別。對于穩(wěn)定火焰其面積隨時間沒有太大變化，而

4、失控火焰，其圖像面積隨時間增大，本文計算了連續(xù)火焰圖像的平均面積，并通過對其面積增長率設(shè)定閾值來確定是否為失控火焰。為進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)。對于穩(wěn)定火焰其尖角數(shù)目隨時間變化較小，而對于失控火焰其尖角數(shù)目隨時間變化較大。實驗表明該判別方法具有更高的準(zhǔn)確性和抗干擾性。
　　 本設(shè)計方案的靈活性體現(xiàn)在，系統(tǒng)組織方式為移動通信網(wǎng)，報警信號接收端為手機而不是火災(zāi)報警中心，適合單個家庭的采用；報警器的控制