[发明专利]基于空中航拍的火情报警方法

摘要

本发明涉及一种基于空中航拍的火情报警方法，其包括：利用数字相片拍摄设备拍摄巡逻区域图像；利用与所述数字相片拍摄设备连接的雾霾消除设备接收所述巡逻区域图像，对所述巡逻区域图像执行清晰化处理，获得清晰化图像；将所述清晰化图像输入与所述雾霾消除设备连接的火情检测设备，对所述清晰化图像执行火情分析；利用与所述火情检测设备连接的ARM11处理器基于所述火情分析结果确定是否发出火情报警信号。本发明的方法利用设置在无人机上的火情报警系统实施。通过本发明，即使在雾霾严重的天气下，也能够准确检测到设定巡逻区域内的火情状况，并及时向当地消防监控平台发出必要的报警信号。

主权项

一种基于空中航拍的火情报警方法，其包括：利用数字相片拍摄设备拍摄巡逻区域图像；利用与所述数字相片拍摄设备连接的雾霾消除设备接收所述巡逻区域图像，对所述巡逻区域图像执行清晰化处理，获得清晰化图像；将所述清晰化图像输入与所述雾霾消除设备连接的火情检测设备，对所述清晰化图像执行火情分析；利用与所述火情检测设备连接的ARM11处理器基于所述火情分析结果确定是否发出火情报警信号；该方法是利用设置在无人机上的火情报警系统实施，所述报警系统包括数字相片拍摄设备、雾霾消除设备、火情检测设备和ARM11处理器；其中所述报警系统还包括：供电电源，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；伽利略定位设备，连接伽利略卫星，用于接收无人机的实时伽利略位置，在接收到所述ARM11处理器发送的火情报警信号时，实时伽利略位置即火情发生位置；静态存储设备，用于预存拍摄高度、火焰上限灰度阈值、火焰下限灰度阈值、烟雾上限灰度阈值、烟雾下限灰度阈值和预设火情比例阈值；无线收发设备，连接当地消防监控平台，用于接收所述当地消防监控平台发送的巡逻区域；无人机驱动设备，用于在所述ARM11处理器的控制下，驱动无人机飞行到所述巡逻区域的上方，飞行高度为所述拍摄高度；其中所述雾霾消除设备还包括：存储子设备，用于预先存储天空上限灰度阈值和天空下限灰度阈值，所述天空上限灰度阈值和所述天空下限灰度阈值用于分离出图像中的天空区域，还用于预先存储预设像素值阈值，所述预设像素值阈值取值在0到255之间；雾霾浓度检测子设备，位于空气中，用于实时检测无人机所在位置的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度，所述雾霾去除强度取值在0到1之间；区域划分子设备，连接所述数字相片拍摄设备以接收所述巡逻区域图像，对所述巡逻区域图像进行灰度化处理以获得灰度化区域图像，还与存储子设备连接，将所述灰度化区域图像中灰度值在所述天空上限灰度阈值和所述天空下限灰度阈值之间的像素识别并组成灰度化天空子图案，从所述灰度化区域图像分割出所述灰度化天空子图案以获得灰度化非天空子图像，基于所述灰度化非天空子图像在所述巡逻区域图像中的对应位置获得与所述灰度化非天空子图像对应的彩色非天空子图像；黑色通道获取子设备，与所述区域划分子设备连接以获得所述彩色非天空子图像，针对所述彩色非天空子图像中每一个像素，计算其R，G，B三颜色通道像素值，在所述彩色非天空子图像中所有像素的R，G，B三颜色通道像素值中提取一个数值最小的颜色通道像素值所在的颜色通道作为黑色通道；整体大气光值获取子设备，与所述存储子设备连接以获得预设像素值阈值，与所述区域划分子设备和所述黑色通道获取子设备分别连接以获得所述巡逻区域图像和所述黑色通道，将所述巡逻区域图像中黑色通道像素值大于等于预设像素值阈值的多个像素组成待检验像素集，将所述待检验像素集中具有最大灰度值的像素的灰度值作为整体大气光值；大气散射光值获取子设备，与所述区域划分子设备和所述雾霾浓度检测子设备分别连接，对所述巡逻区域图像的每一个像素，提取其R，G，B三颜色通道像素值中最小值作为目标像素值，使用保持边缘的高斯平滑滤波器EPGF对所述目标像素值进行滤波处理以获得滤波目标像素值，将目标像素值减去滤波目标像素值以获得目标像素差值，使用EPGF对目标像素差值进行滤波处理以获得滤波目标像素差值，将滤波目标像素值减去滤波目标像素差值以获得雾霾去除基准值，将雾霾去除强度乘以雾霾去除基准值以获得雾霾去除阈值，取雾霾去除阈值和目标像素值中的最小值作为比较参考值，取比较参考值和0中的最大值作为每一个像素的大气散射光值；介质传输率获取子设备，与所述整体大气光值获取子设备和所述大气散射光值获取子设备分别连接，将每一个像素的大气散射光值除以整体大气光值以获得除值，将1减去所述除值以获得每一个像素的介质传输率；清晰化图像获取子设备，与所述区域划分子设备、所述整体大气光值获取子设备和所述介质传输率获取子设备分别连接，将1减去每一个像素的介质传输率以获得第一差值，将所述第一差值乘以整体大气光值以获得乘积值，将所述巡逻区域图像中每一个像素的像素值减去所述乘积值以获得第二差值，将所述第二差值除以每一个像素的介质传输率以获得每一个像素的清晰化像素值，所述巡逻区域图像中每一个像素的像素值包括所述巡逻区域图像中每一个像素的R，G，B三颜色通道像素值，相应地，获得的每一个像素的清晰化像素值包括每一个像素的R，G，B三颜色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值组成清晰化图像；其中所述火情检测设备将所述清晰化图像中灰度值在所述火焰上限灰度阈值和所述火焰下限灰度阈值之间的像素识别并组成火焰目标子图像，将所述清晰化图像中灰度值在所述烟雾上限灰度阈值和所述烟雾下限灰度阈值之间的像素识别并组成烟雾目标子图像，计算所述火焰目标子图像的总像素数和所述烟雾目标子图像的总像素之和占据所述清晰化图像总像素的火情像素比例数值；所述ARM11处理器与所述数字相片拍摄设备、所述雾霾消除设备、所述火情检测设备、所述伽利略定位设备、所述静态存储设备、所述无线收发设备和所述无人机驱动设备分别连接，当所述火情像素比例数值大于等于所述预设火情比例阈值时，发出火情报警信号；其中，所述ARM11处理器在发出火情报警信号后，还将所述火情报警信号和所述火情发生位置通过所述无线收发设备发送到所述当地消防监控平台；其中所述ARM11处理器将所述火情报警信号和所述火情发生位置都叠加到所述清晰化图像上以形成复合图像，并将所述复合图像通过所述无线收发设备发送到所述当地消防监控平台；所述报警系统还包括红外温度传感器，用于基于所述火情发生位置处辐射的红外线，检测所述火情发生位置处的气温；其中所述ARM11处理器与所述红外温度传感器连接，用于将所述火情发生位置处的气温通过所述无线收发设备发送到所述当地消防监控平台。