[发明专利]煤矿火灾识别系统及方法

权利要求书

1.一种煤矿火灾识别系统，其特征在于，包括：

多个图像采集设备、多个烟雾传感器、多个可燃气体传感器、中转设备、图像识别设备和报警设备；

所述多个图像采集设备与所述图像识别设备连接，所述图像采集设备与所述报警设备连接；所述图像采集设备用于采集矿井内的图像；所述图像识别设备用于根据矿井内的图像识别矿井内的疑似火灾，并发送第一报警信号至所述报警设备；

所述多个烟雾传感器设置在矿井内的第一预设位置，用于感应矿井中的烟雾并生成烟雾信号；所述多个可燃气体传感器设置在矿井内的第二预设位置，用于感应矿井中的可燃气体并生成可燃气体信号；

所述多个烟雾传感器和所述多个可燃气体传感器均与所述中转设备连接，所述中转设备与所述报警设备连接；所述中转设备根据接收到的所述烟雾信号发送第二报警信号至所述报警设备，并根据所述可燃气体信号发送第三报警信号至所述报警设备；

所述报警设备根据所述第一报警信号、第二报警信号和所述第三报警信号进行报警工作。

2.根据权利要求1所述的煤矿火灾识别系统，其特征在于，所述系统还包括：多个喷水阀门和多个控制开关，各喷水阀门设置在矿井内的第三预设位置，各控制开关与所述报警设备连接，各控制开关用于根据接收到所述报警设备的报警信号控制各喷水阀门的开关。

3.根据权利要求1所述的煤矿火灾识别系统，其特征在于，所述系统还包括：多个温度传感器，所述多个温度传感器设置在矿井内的第四预设位置，各温度传感器与所述中转设备连接；

所述温度传感器根据矿井内的温度变化，生成第四报警信号，并将所述四报警信号发送至所述中转设备；所述中转设备将所述第四报警信号发送至所述报警设备；

所述报警设备根据所述第一报警信号、第二报警信号、所述第三报警信号和第四报警信号进行报警工作。

4.根据权利要求1所述的煤矿火灾识别系统，其特征在于，所述图像采集设备为普通摄像头或红外摄像头。

5.根据权利要求1所述的煤矿火灾识别系统，其特征在于，所述系统还包括：与所述报警设备连接的报警器，所述报警器为语音报警器、声光报警器或蜂鸣报警器。

6.一种煤矿火灾识别方法，其特征在于，应用于权利要求1至5任一项所述的煤矿火灾识别系统中的图像识别设备，包括：

接收所述图像采集设备发送的矿井内的井下视频；

对所述进行视频按照设定帧间隔连续提取，得到多张井下图像；

对所述多张井下图像进行图像增强处理；

对增强后的图像进行运动区域分割，得到运动区域分割图像；

对增强后的图像进行颜色区域分割，得到颜色区域分割图像；

将所述运动区域分割图像和所述颜色区域分割图像进行融合，得到疑似火焰区域图像；

提取所述疑似火焰区域图像的特征向量输入至训练好的SVM模型，得到火焰识别结果。

7.根据权利要求6所述的煤矿火灾识别方法，其特征在于，所述对增强后的图像进行运动区域分割，得到运动区域分割图像，包括：

采用预设的加权平均值算法，将所述增强后的图像转化为灰度图像；

通过帧差法对所述灰度图像进行运动检测，得到运动区域分割图像。

8.根据权利要求7所述的煤矿火灾识别方法，其特征在于，所述预设的加权平均值算法的表达式为：

R＝G＝B＝0.279R+0.558G+0.121B

式中，R、G和B分别为增强后的图像的红色通道值、绿色通道值和蓝色通道值。

9.根据权利要求7所述的煤矿火灾识别方法，其特征在于，所述帧差法的表达式为：

式中，T是阈值，I(x,y,k)和I(x,y,k-1)为第k帧增强后的图像和第k-1帧增强后的图像的亮度，A为帧差法函数，x和y为图像坐标。

10.根据权利要求6所述的煤矿火灾识别方法，其特征在于，还包括：

采集干扰样本、正常样本和火焰样本训练初始的SVM模型，其中惩罚因子1.250，核函数为K(X,X_i)＝exp(0.025|X-X_i|²)，其中X为空间任意一点，Xi为核函数中心。