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)警過程可分為信號(hào)的探測、信號(hào)的分析、信號(hào)的傳輸三部分。信號(hào)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(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?；馂?zāi)信號(hào)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(hào)探測的角度可把火災(zāi)報(bào)警分為感煙型、溫度型、圖像型、氣體型等。其中煙的探測可以通過煙的顆粒，也可以通過圖像信號(hào)實(shí)現(xiàn)，火焰的探測一般只能通過圖像信號(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(duì)某一范圍全面監(jiān)測需要多個(gè)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(bào)警系統(tǒng)克服了監(jiān)測范圍的問題，并且監(jiān)

3、測對(duì)象——火焰，具有較強(qiáng)的普遍性，常見物質(zhì)的燃燒都會(huì)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(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，并通過對(duì)其面積增長率設(shè)定閾值來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