基于計算機(jī)視覺的消防炮射流軌跡識別.pdf

1、消防炮自動滅火系統(tǒng)是當(dāng)今消防救火的一個重要手段，能較有效的解決大空間場所的火災(zāi)撲救問題。但由于現(xiàn)有的消防水炮自動定位方式的開環(huán)控制的特性，只對火點(diǎn)進(jìn)行定位，而對消防炮射流軌跡采取預(yù)測式的定位方法，較易受到外界環(huán)境變化的影響，而導(dǎo)致定位精度的降低。為了實(shí)現(xiàn)消防炮射流的識別與定位，本論文從計算機(jī)視覺的角度出發(fā)，以圖像技術(shù)來識別消防炮射流軌跡從而實(shí)現(xiàn)射流的定位。
　　首先針對背景變化比較小的情況提出了射流的矢量搜索法，將其與背景減除法相

2、結(jié)合來提高識別的成功率。針對背景復(fù)雜的情況，討論了兩種識別方法：多軌跡搜索法和粒子群算法。在矢量搜索法中，根據(jù)預(yù)知的起點(diǎn)和初始搜索方向，以逐步搜索的方式來探知射流的軌跡。通過矢量搜索法，可以將對射流軌跡的識別，收縮為對起點(diǎn)位置和初始搜索方向的設(shè)置，簡便了算法的集成與運(yùn)用。
　　在與背景減除法相結(jié)合構(gòu)成多軌跡搜索法時，探討了如下的方式：通過背景模型的建立與更新，進(jìn)行實(shí)時的背景減除，在閾值分割及濾波處理后，提取符合射流特征的目標(biāo)區(qū)域，

3、完成射流的初步定位；根據(jù)背景減除法所獲取的目標(biāo)區(qū)域信息，設(shè)置多個搜索起始點(diǎn)和相應(yīng)的初始搜索方向，進(jìn)行多軌跡的矢量搜索，最后通過篩選尋優(yōu)，獲得最終的射流軌跡。實(shí)驗(yàn)證明，這種方法在攝像頭固定的狀況下，對射流有較強(qiáng)的識別能力，并對外界環(huán)境引起的攝像頭晃動而產(chǎn)生的干擾，也有一定的抑制能力。
　　在與粒子群算法相結(jié)合構(gòu)成迭代搜索法時，設(shè)置適應(yīng)度值計算方法，按照粒子群算法中粒子點(diǎn)的運(yùn)動特性，進(jìn)行迭代運(yùn)動來搜索獲得最終的射流軌跡。初步驗(yàn)證，有一

4、定的可行性，并且此方法的搜索結(jié)果與背景是否變動無關(guān)，對攝像頭晃動情況下的射流軌跡查找，有較強(qiáng)適應(yīng)能力。
　　本文的射流識別算法在Visual Studio2010平臺下進(jìn)行編程設(shè)計，對多軌跡搜索算法和粒子群算法的分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并圍繞攝像頭靜止的情況，以多軌跡搜索法為核心進(jìn)行了軟件設(shè)計。在軟件設(shè)計上借助于WPF框架設(shè)計用戶界面，調(diào)用Emgucv庫輔助算法編寫，采用多線程的方式來協(xié)調(diào)圖像的采集、處理和界面的交互，有較好的穩(wěn)定和可