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隧道火灾红外双目视觉定位系统研究
| 论文题名： | 隧道火灾红外双目视觉定位系统研究 |
| 关键词： | 隧道火灾;红外视觉;特征匹配;定位算法;消防规范 |
| 摘要： | 公路隧道作为一种重要的交通基础设施,内部封闭的环境和线形的特殊结构一旦发生火灾,如果得不到及时的控制,将造成不可估量的人员和财产损失。目前国内开展的工作主要集中在对火灾的探测和报警,没有深入的将新型火灾探测技术与传统的消防设备进行功能融合。改变目前消防设施对人员完全依赖的现状,实现机器人自动灭火的新消防理念,提高消防的时效性,降低人员、财产损失,保障隧道安全可靠的运行已成为亟待解决的问题。本文研究的火灾红外双目定位系统,能及时、准确的定位隧道内火源的坐标,控制消防机器人消灭火灾。系统以长波红外热成像仪作为探头,将现场的红外热辐射信号转换成模拟红外图像,接着利用图像采集卡将红外图像数字化并输入计算机,然后利用红外图像处理方法识别并计算火灾的空间位置坐标并自动启动灭火系统,控制消防水炮对准火源、熄灭火灾。本文主要研究内容如下: 1.针对热成像仪输出图像的颜色特征,采用基于颜色空间的均匀色差彩色图像分割算法,该算法将火灾红外图像中呈现红、黄、白颜色的区域(高温目标)提取出来,然后依据火焰的静态和动态特征判断可疑区域是否发生火灾,取得了良好的识别效果。 2.关于火灾自动定位技术,本文研究了双目视觉系统定位的数学模型,结合消防规范对系统定位范围与定位精度进行了分析,确定了双目视觉系统的参数配置。对双目视觉定位系统进行了内外参数的标定,得出描述两台热像仪之间相对位置关系的旋转、平移矩阵,最后通过匹配两台热像仪红外图像中火灾的特征点,利用三角计算原理得出火灾的位置坐标。 3.在以上的理论研究基础上,利用软件编程实现了上述隧道火灾检测、定位算法,通过实验数据、图表对系统可行性进行了分析、验证,实践证明,该系统是行之有效的,具有较高的准确性和可靠性。 |
| 作者： | 高荣 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 武奇生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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