热源识别装置、无人机以及热源识别方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010099544.3 (22)申请日 2020.02.18 (71)申请人 普宙飞行器科技 （深圳） 有限公司 地址 518000 广东省深圳市前海深港合作 区前湾一路1号A栋201室 (72)发明人 黄立邹翔邓俊杰万鹏飞 薛源顾兴刘华斌王效杰 (74)专利代理机构 北京集智东方知识产权代理 有限公司 11578 代理人 吴倩龚建蓉 (51)Int.Cl. G08B 17/12(2006.01) G05D 1/10(2006.01) (54)发明名称 热源识别装置、 无人。

2、机以及热源识别方法 (57)摘要 本发明公开了一种热源识别装置、 无人机以 及热源识别方法， 其包括： 红外成像单元， 其用于 在第一焦距下获取热源的红外图像； 比例计算单 元， 其用于计算出热源在红外图像中所占的比 例， 以确定热源的大小； 可见光成像单元， 其用于 根据热源的大小和热源的距离信息， 在第二焦距 下获取热源的可见光图像； 以及识别单元， 其用 于根据可见光图像判断热源是否为火点。 本发明 先通过红外成像发现热源， 进一步可见光成像单 元根据热源大小调整焦距， 以此获得可见光图 像， 并通过可见光图像判断热源是否为火点， 由 此可排除非火点热源对红外探测的干扰， 减少误 报率、。

3、 漏报率高的问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 111199629 A 2020.05.26 CN 111199629 A 1.一种热源识别装置， 其特征在于， 包括： 红外成像单元， 其用于在第一焦距下获取热 源的红外图像； 比例计算单元， 其用于计算出所述热源在所述红外图像中所占的比例， 以确 定热源的大小； 可见光成像单元， 其用于根据所述热源的大小和所述热源的距离信息， 在第 二焦距下获取所述热源的可见光图像； 以及识别单元， 其用于根据所述可见光图像判断所 述热源是否为火点。 2.如权利要求1所述的热源识别装置， 其特征在于， 通过所述可见光成像单元获取的可 见光图像。

4、中， 所述热源所占的比例为1/5-1/3。 3.如权利要求1所述的热源识别装置， 其特征在于， 所述比例计算单元根据公式(1)- (2)计算出所述热源在所述红外图像中的长度以及宽度， 并根据热源长度以及宽度确定热 源在所述红外图像中所占的比例： 其中， L为热源长度； W为热源宽度； N为像元尺寸； n为热源在红外图像的水平方向所占 像素数目； m为热源在红外图像的垂直方向所占像素数目； S为热源与所述热源识别装置之 间的距离。 4.如权利要求1所述的热源识别装置， 其特征在于， 所述热源识别装置还包括： 屏蔽单 元， 其用于在判断该热源为非火点热源后屏蔽该非火点热源。 5.如权利要求1所述的。

5、热源识别装置， 其特征在于， 所述热源识别装置还包括： 报警单 元， 其用于监测所述非火点热源的温度变化情况， 且当所述非火点热源的温度超过阈值时 产生报警信号。 6.一种无人机， 其特征在于， 所述无人机搭载有权利要求1-5任一项所述的热源识别装 置。 7.一种热源识别方法， 其特征在于， 包括如下步骤： S1、 设定监测区域； S2、 在所述监测区域内监测到热源时， 在第一焦距下获取所述热源的红外图像， 并计算 出所述热源在所述红外图像中所占的比例， 以确定热源的大小； S3、 根据热源的大小以及热源的距离信息将可见光镜头的焦距调节至第二焦距， 在第 二焦距下获取所述热源的可见光图像， 且。

6、使得此时在第二焦距下获得的可见光图像中， 所 述热源所占的比例为预设值； S4、 根据所述可见光图像判断所述热源是否为火点； 以及S5、 若经过步骤S4判断所述热源为非火点热源， 则屏蔽该非火点热源。 8.如权利要求6所述的热源识别方法， 其特征在于， 所述热源识别方法还包括步骤S6、 屏蔽该非火点热源后若该非火点热源仍然产生高温报警， 则进一步确认该非火点热源是否 为火点； 若仍然确认为非火点热源， 则确定包含该非火点热源的屏蔽区域， 并对所述屏蔽区域 进行屏蔽。 9.如权利要求6所述的热源识别方法， 其特征在于， 所述步骤S6中还包括： 计算所述屏 蔽区域的实际面积。 10.如权利要求6所。

7、述的热源识别方法， 其特征在于， 所述热源识别方法还包括步骤S7、 权利要求书 1/2 页 2 CN 111199629 A 2 监测所述屏蔽区域内该非火点热源的温度， 且当所述非火点热源温度超过阈值时报警。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111199629 A 3 热源识别装置、 无人机以及热源识别方法 技术领域 0001 本发明涉及消防工程领域， 具体为一种热源识别装置、 无人机以及热源识别方法。 背景技术 0002 目前城市监控的火点报警主要通过非制冷红外热像仪进行火点探测来实现， 或通 过可见光进行烟火识别。 0003 但城市环境复杂， 且具有烟筒、 工程机械等温度较高的物体， 因。

8、此当红外热成像设 备检测到此类物体时会产生误报， 对此， 目前多采用通过调整阈值或设定检测范围的方式 减少误报， 但这类处理方式又会造成火灾漏报的情况。 类似的， 通过可见光进行烟火识别同 样会受到城市复杂环境以及天气状况等因素的影响， 如高大建筑物的遮挡以及极端天气状 况等， 因此， 其也存在误报、 漏报率高的缺陷， 也无法满足城市火灾报警的需求。 发明内容 0004 针对现有技术的不足， 本发明提供了一种热源识别装置、 无人机以及热源识别方 法， 其先通过红外成像发现热源， 进一步可见光成像单元根据热源大小调整焦距， 以此获得 可见光图像， 并通过可见光图像判断热源是否为火点， 由此可排除。

9、非火点热源对红外探测 的干扰， 减少红外成像设备仅检测热源温度而导致的误报率高的问题， 同时结合屏蔽非火 点热源以及设置高温报警阈值的方式来有效减少城市火灾监控的漏报率。 0005 为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 0006 一方面， 提供了一种热源识别装置， 其包括： 红外成像单元， 其用于在第一焦距下 获取热源的红外图像； 比例计算单元， 其用于计算出所述热源在所述红外图像中所占的比 例， 以确定热源的大小； 可见光成像单元， 其用于根据所述热源的大小和所述热源的距离信 息， 在第二焦距下获取所述热源的可见光图像； 以及识别单元， 其用于根据所述可见光图像 判断所述热源是否为火点。

10、。 0007 优选的， 通过所述可见光成像单元获取的可见光图像中， 所述热源所占的比例为 1/5-1/3。 0008 优选的， 所述比例计算单元根据公式(1)-(2)计算出所述热源在所述红外图像中 的长度以及宽度， 并根据热源长度以及宽度确定热源在所述红外图像中所占的比例： 0009 0010 其中， L为热源长度； W为热源宽度； N为像元尺寸； n为热源在红外图像的水平方向 所占像素数目； m为热源在红外图像的垂直方向所占像素数目； S为热源与所述热源识别装 置之间的距离。 0011 优选的， 所述热源识别装置还包括： 屏蔽单元， 其用于在判断该热源为非火点热源 后屏蔽该非火点热源。 00。

11、12 优选的， 所述热源识别装置还包括： 报警单元， 其用于监测所述非火点热源的温度 说明书 1/5 页 4 CN 111199629 A 4 变化情况， 且当所述非火点热源的温度超过阈值时产生报警信号。 0013 另一方面， 还提供一种无人机， 其搭载有上述热源识别装置。 0014 另一方面， 还提供一种热源识别方法， 其包括如下步骤： 0015 S1、 设定监测区域； 0016 S2、 在所述监测区域内监测到热源时， 在第一焦距下获取所述热源的红外图像， 并 计算出所述热源在所述红外图像中所占的比例， 以确定热源的大小； 0017 S3、 根据热源的大小以及热源的距离信息将可见光镜头的焦距。

12、调节至第二焦距， 在第二焦距下获取所述热源的可见光图像， 且使得此时在第二焦距下获得的可见光图像 中， 所述热源所占的比例为预设值； 0018 S4、 根据所述可见光图像判断所述热源是否为火点； 0019 以及S5、 若经过步骤S4判断所述热源为非火点热源， 则屏蔽该非火点热源。 0020 优选的， 所述热源识别方法还包括步骤S6、 屏蔽该非火点热源后若该非火点热源 仍然产生高温报警， 则进一步确认该非火点热源是否为火点； 0021 若仍然确认为非火点热源， 则确定包含该非火点热源的屏蔽区域， 并对所述屏蔽 区域进行屏蔽。 0022 优选的， 所述步骤S6中还包括： 计算所述屏蔽区域的实际面积。

13、。 0023 优选的， 所述热源识别方法还包括步骤S7、 监测所述屏蔽区域内该非火点热源的 温度， 且当所述非火点热源温度超过阈值时报警。 0024 与现有技术相比， 本发明具备以下有益效果： 0025 本发明先通过红外成像发现热源， 并确定其在红外图像中的比例大小， 进一步可 见光成像单元根据热源大小调整焦距， 以此获得可见光图像， 并通过可见光图像判断热源 是否为火点， 由此可排除非火点热源对红外探测的干扰， 减少红外成像设备仅检测热源温 度而导致的误报率高的问题； 以及通过调整热源在可见光图像中所占比例的大小来排除杂 乱背景的干扰， 确保判断该热源是否为火点时的精确度。 附图说明 002。

14、6 图1为本发明热源识别装置的整体结构图； 0027 图2为本发明热源识别方法中步骤S1-S5的执行流程图； 0028 图3为本发明热源识别方法中步骤S6-S7的执行流程图。 具体实施方式 0029 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0030 实施例一： 0031 如图1所示， 本实施例中的热源识别装置包括： 测距单元1， 其用于获取热源的距离 信。

15、息， 所述测距单元1可以为激光测距仪； 包括红外镜头的红外成像单元2， 其用于在第一焦 距下获取所述热源的红外图像； 比例计算单元4， 其用于计算出所述热源在所述红外图像中 说明书 2/5 页 5 CN 111199629 A 5 所占的比例， 以确定热源的大小； 包括可见光镜头的可见光成像单元3， 其用于根据所述热 源的大小和所述热源的距离信息， 在第二焦距下获取所述热源的可见光图像， 且使得此时 在第二焦距下获得的可见光图像中， 所述热源所占的比例为预设值(优选的， 所述预设值为 1/5-1/3)； 以及识别单元5， 其用于根据所述可见光图像判断所述热源是否为火点。 0032 具体的， 探。

16、测到热源后， 所述比例计算单元4根据公式(1)-(2)计算在第一焦距(即 红外镜头的焦距)下、 所述热源在所述红外图像中的长度以及宽度， 并根据所述长度以及宽 度计算出热源在所述红外图像中所占的比例， 并进一步通过该比例信息确定热源的大小： 0033 0034 其中， L为热源长度； W为热源宽度； N为像元尺寸； n为热源在红外图像的水平方向 所占像素数目； m为热源在红外图像的垂直方向所占像素数目； S为热源与所述热源识别装 置之间的距离。 0035 通过红外图像确定热源的大小后， 切换至可见光成像单元3， 可见光成像单元3根 据所述热源的大小和所述热源的距离信息将可见光镜头的焦距调节至第。

17、二焦距， 并在第二 焦距下获取所述可见光图像， 且使得此时获得的可见光图像中， 所述热源所占的比例满足 预设值(如可见光图像中， 所述热源所占的比例为1/5-1/3)。 0036 进一步的， 识别单元5根据所述可见光图像， 通过烟火识别算法判断所述热源是否 为火点， 由此， 可先通过红外成像发现热源， 并确定其大小， 进一步切换到可见光成像单元， 可见光成像单元根据热源大小调整焦距， 以此获得可见光图像， 并使得在该焦距下获得的 可见光图像中， 所述热源所占的比例为1/5-1/3， 由此可排除非火点热源(如工程机械、 烟囱 等)对红外探测的干扰， 以及通过调整热源在可见光图像中所占比例的大小来。

18、排除杂乱背 景的干扰， 确保识别单元5判断该热源是否为火点时的精确度， 以此减少红外成像设备仅检 测热源温度而导致的误报率高的问题。 0037 实施例二： 0038 本实施例与实施例一的不同之处在于， 所述热源识别装置还包括： 屏蔽单元6， 其 用于在判断该热源为非火点热源后， 自动和/或手动屏蔽该非火点热源； 0039 以及报警单元7， 其用于监测所述非火点热源的温度变化情况， 且当所述非火点热 源的温度超过阈值时产生报警信号。 0040 由此， 可通过屏蔽非火点热源提高探测效率， 进一步减少误报， 同时， 为避免非火 点热源演变成火点引发火灾， 还通过报警单元监测所述非火点热源的温度变化情。

19、况， 且当 所述非火点热源的温度超过阈值时产生报警信号， 以此保证非火点热源引发火灾时也能及 时报警， 防止漏报。 0041 实施例二： 0042 本实施例提供了一种无人机， 其包括云台以及实施例一所述的热源识别装置。 0043 实施例三： 0044 本实施例提供了一种可通过实施例二所述无人机实现的热源识别方法， 如图2所 示， 其包括如下步骤： 0045 S1、 设定监测区域， 如预先设定无人机的巡航路线； 0046 S2、 所述热源识别装置进入自动屏蔽模式， 无人机开始巡航； 在所述监测区域内监 说明书 3/5 页 6 CN 111199629 A 6 测到热源时， 记录此时无人机云台的方。

20、位、 俯仰等设备信息； 并通过激光测距仪等获取热源 的距离信息， 以及在第一焦距(即红外镜头的焦距)下获取所述热源的红外图像， 并计算出 所述热源在所述红外图像中所占的比例， 以确定热源的大小； 0047 S3、 根据热源的大小以及热源的距离信息将可见光镜头的焦距调节至第二焦距， 在第二焦距(即可见光镜头的焦距)下获取所述热源的可见光图像， 且使得此时在第二焦距 下获得的可见光图像中， 所述热源所占的比例为预设值(优选的， 所述预设值为1/5-1/3)； 0048 由此， 先进行红外成像， 以确定热源的大小， 然后根据热源的大小调整可见光镜头 焦距进行可见光成像， 并使得此时在第二焦距下获得的。

21、可见光图像中， 所述热源所占的比 例为预设值(优选的， 所述预设值为1/5-1/3)， 使其既可确保可见光进行热源识别时的背景 环境简单， 降低误报率， 又可避免可见光镜头直接拉到最长焦距时， 可能因火点较近而造成 画面中全是热源而无背景进行比对， 从而无法识别热源， 造成漏报的情况产生； 0049 同时， 步骤S2中， 同样根据公式(1)-(2)计算出所述热源在所述红外图像中的长度 以及宽度， 并根据所述长度以及宽度计算出热源在所述红外图像中所占的比例， 并进一步 通过该比例信息确定热源的大小， 其具体过程参见实施例一， 在此不再赘诉； 0050 S4、 根据所述可见光图像判断所述热源是否为。

22、火点， 并保存所述红外图像以及可 见光图像， 无人机继续巡航； 0051 S5、 若经过步骤S4判断所述热源为非火点热源， 则无人机结束巡航后， 所述热源识 别装置的屏蔽单元自动屏蔽该非火点热源， 下次巡航时可不再监测该非火点热源， 但同时 为防止误判， 屏蔽单元自动屏蔽该非火点热源时/屏蔽单元自动屏蔽该非火点热源后， 还可 通过人工对该非火点热源进行进一步确认。 0052 为实现精准屏蔽， 如图3所示， 所述热源识别方法还包括： 0053 S6、 屏蔽该非火点热源后若该非火点热源仍然产生高温报警， 则通过人工比对进 一步确认该非火点热源是否为火点， 若确认为火点， 则解除对该非火点热源的屏蔽。

23、， 同时下 达救火指令； 0054 若仍然确认为非火点热源， 可通过人工框选等方式确定包含该非火点热源的屏蔽 区域， 并通过屏蔽单元对所述屏蔽区域进行自动屏蔽； 0055 同时还可获取非火点热源的距离信息、 此时无人机的云台俯仰角、 镜头焦距等， 并 据此计算出所述屏蔽区域的实际面积； 由此可确保在切换红外/可见光镜头或者改变焦距 时， 仍然可精确确定该非火点热源的屏蔽区域； 0056 以及S7、 监测所述屏蔽区域内该非火点热源的温度， 且当所述非火点热源温度超 过阈值时报警； 由此可对包含该非火点热源的屏蔽区域进行监测， 保证非火点热源引发火 灾时也能及时报警， 防止漏报。 0057 综上所。

24、述， 本发明可先通过红外成像发现热源， 并根据其在红外图像中所占比例 确定其大小， 进一步可见光成像单元根据热源大小以及热源距离信息调整焦距， 以此获得 可见光图像， 并使得所述热源在该焦距下获得的可见光图像中所占的比例为1/5-1/3， 由此 可排除非火点热源(如工程机械、 烟囱等)对红外探测的干扰， 减少红外成像设备仅检测热 源温度而导致的误报率高的问题； 以及通过调整热源在可见光图像中所占比例的大小来排 除杂乱背景的干扰， 确保识别单元判断该热源是否为火点时的精确度； 进一步对判断为非 火点热源所在区域进行屏蔽， 但同时结合高温报警阈值防止屏蔽区域火灾漏报情况的发 说明书 4/5 页 7。

25、 CN 111199629 A 7 生。 0058 需要说明的是， 在本文中， 诸如术语 “包括” 、“包含” 或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含， 从而使得包括一系列要素的过程、 方法、 物品或者设备不仅包括那些要 素， 而且还包括没有明确列出的其他要素， 或者是还包括为这种过程、 方法、 物品或者设备 所固有的要素。 在没有更多限制的情况下， 由语句 “包括一个” 限定的要素， 并不排除在 包括所述要素的过程、 方法、 物品或者设备中还存在另外的相同要素。 0059 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 说明书 5/5 页 8 CN 111199629 A 8 图1 说明书附图 1/3 页 9 CN 111199629 A 9 图2 说明书附图 2/3 页 10 CN 111199629 A 10 图3 说明书附图 3/3 页 11 CN 111199629 A 11 。