基于图像处理的消防水炮自动定位研究

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消防水炮自动定位灭火系统是解决大空间场所火灾扑救的一个有效途径。但现有的消防水炮自动定位方式易受外界条件变化的影响而定位不准,尤其是野外大空间的风向影响。因此,研究适用于野外大空间的消防水炮自动定位方法具有较强的现实意义和实用价值。本文提出一种消防水炮动态定位方法。该方法通过对射流图像的实时处理来判断射流落点与火源点的差距,并根据二者在图像中的相对位置来调整水炮的喷射角度,以达到最佳的灭火效果。在对射流图像的识别技术上,针对系统的特点,提出初次射流识别及在此基础上的后续射流识别方案。首先采用背景减除法对初次射流进行检测,提出一种改进的OTSU阈值分割算法对射流差分图像进行分割,实验证明,该算法能更好的分割出完整的射流区域,有效提高了识别效率;分析了射流区域的形状特征,并据此完成对射流的准确提取和射流落点的确定。在初次射流识别结果的基础上,利用模板匹配确定射流的起始点,并结合射流轨迹的特点,提出一种单向搜索方法从起始点开始查找后续射流轨迹;对遮挡情况下的射流间断现象,采用曲线拟合的方法对间断的射流进行位置预测,提取出完整的射流轨迹,最后判断得到射流落点的准确位置。在消防水炮的控制上,根据射流落点与火源点在图像中的相对位置与消防水炮转动方向之间的对应关系,提出了一种角度调整由粗到精的消防水炮控制方法,保证了定位的速度和精度。设计编写了基于Delphi 7SE环境的消防水炮自动定位软件系统,并在实验平台上进行了大量实验。实验结果证明,本文方法对灭火效果进行实时动态的评判,克服了供水压力变化、野外环境中风向等因素的影响,具有较高的准确性和实时性。
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