[发明专利]基于图像融合的公路隧道火灾监测系统及方法

说明书

本发明具体涉及基于图像融合的公路隧道火灾监测系统及方法。所述系统包括：摄像头单元，用于获取隧道火灾事故的可见光图像；红外扫描单元，用于获取隧道火灾事故和周边环境的热成像图像；激光雷达单元，用于获取隧道火灾事故和周边环境的三维扫描图像；图像融合显示单元，将热成像图像融合至可见光图像中后，再将三维扫描图像融合至彩色融合图像中得到含有温度、距离、坐标等信息的三维彩色融合显示图像，用于进行公路隧道火灾监测。本发明还相应的公开了一种公路隧道火灾监测系统及方法。本发明中的公路隧道火灾监测方法能够在能见度低、强光等恶劣环境下有效获取事故信息图像，从而能够提供重要的救援指导并提高公路隧道火灾监测的监测效果。

技术领域

本发明涉及隧道安全管理技术领域，具体涉及基于图像融合的公路隧道火灾监测系统及方法。

背景技术

近年来，随着国家基础建设的完善，公路隧道的数量越来越多。公路隧道内部的车流量相对较大，且隧道内部灯光与隧道外部存在较大差异，导致隧道内部行车过程中容易发生相撞、刮擦等隧道火灾事故。同时，由于隧道的特殊性，导致隧道内部事故救援的效率低下，同时，外界车辆很难在第一时间获知隧道路况信息，一旦隧道内发生事故，造成的伤亡和损失更加惨重。因此，对公路隧道的安全监测尤为重要。

视频监控系统是目前公路隧道安全监测的主要技术手段，目前大部分隧道火灾事故以人工观察视频监控图像为主，其中90％及以上的视频监控图像无法得到重点关注，无法在第一时间发现运行安全事件是现有视频监控系统的主要瓶颈。为此，公开号为CN109214291A的中国专利公开了一种《隧道事故自动检测方法》，其包括：采集监控区域的视频数据并进行预处理；利用混合高斯模型进行背景建模，从原始图像分离出背景像素；从监控视频图像中提取运动目标；记录运动目标的轨迹信息，从而识别出运动目标信息，并进行标记；对标记的运动目标在隧道内的情况进行跟踪；当运动目标轨迹超过设定阈值时，发出报警信息。

上述现有方案中的隧道事故自动检测方法也是一种公路隧道安全监测方法，其通过对隧道的实时监控实现隧道内车辆的全方位检测。申请人发现，严重的交通事故极易引发隧道火灾事故，当隧道火灾事故发生时会产生强光并伴随高温。然而，现有公路隧道火灾监测方法采用视频监控摄像头获取视频(可见光)图像的方式，在隧道火灾事故等强光环境下采集的事故图像中会出现“亮斑”，并且无法有效获取隧道火灾事故发生的位置信息，使得难以根据可见光图像确定隧道火灾事故的规模、具体位置、伤员人数等具体事故信息，进而难以有效开展营救工作，导致公路隧道火灾监测的效果不好。因此，如何设计一种能够在能见度低、强光等恶劣环境下有效获取事故信息图像的公路隧道火灾监测方法是亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够在能见度低、强光等恶劣环境下有效获取事故信息图像的公路隧道火灾监测方法，进而能够基于事故信息图像反映具体事故信息，从而能够提供重要的救援指导并提高公路隧道火灾监测的监测效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

基于图像融合的公路隧道火灾监测系统，包括：

摄像头单元，用于获取隧道火灾事故的可见光图像；

红外扫描单元，用于获取隧道火灾事故和周边环境的热成像图像；所述红外扫描单元的红外发射方向与所述摄像头单元的拍摄方向相对应；

激光雷达单元，用于获取隧道火灾事故和周边环境的三维扫描图像；所述激光雷达单元的扫描端上设置有反射罩，所述反射罩用于将所述激光雷达单元发射出的激光束朝隧道火灾事故发生的方向聚集，使得所述激光雷达单元的扫描方向与所述摄像头单元的拍摄方向相对应；

图像融合显示单元，首先将所述热成像图像融合至所述可见光图像中得到对应的彩色融合图像；然后将所述三维扫描图像融合至所述彩色融合图像中得到对应的三维彩色融合显示图像；所述三维彩色融合显示图像中所述可见光图像、所述热成像图像和所述三维扫描图像的图像信息能够重合、同步显示。