一種消防機(jī)器人火焰自動(dòng)瞄準(zhǔn)方法、裝置及系統(tǒng)與流程

一種消防人火自動(dòng)瞄準(zhǔn)、裝及系與流本發(fā)明屬于火源別與定位技術(shù)領(lǐng)，具體用于在消機(jī)器人領(lǐng)域，具體及一種消防機(jī)器人焰自動(dòng)瞄準(zhǔn)方法還涉及一種消防器人火焰自動(dòng)跟蹤置，還涉及一種防機(jī)器人火焰自瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。背技：隨著城市空間更地向立體空間拓，目前常見(jiàn)的有型展覽館、體育館大型商場(chǎng)、客運(yùn)大等公眾聚集建筑和大型廠房、倉(cāng)、油庫(kù)等工業(yè)建筑，它們往往具有各類型的內(nèi)部大空。這類建筑物內(nèi)鋪設(shè)大量電線電纜大功率電器，火災(zāi)患眾多。采用與火焰探測(cè)聯(lián)動(dòng)的可移動(dòng)自消防炮是解決這問(wèn)題的較好方案。用具有自動(dòng)定位系火焰探測(cè)器來(lái)控消防炮組，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)撲救的主動(dòng)式滅系統(tǒng)是解決這一問(wèn)的有效方案。當(dāng)前眾多火災(zāi)探系統(tǒng)基于多種火識(shí)別模式中，最見(jiàn)的是煙感探測(cè)系、溫感探測(cè)系統(tǒng)、外探測(cè)系統(tǒng)、可光探測(cè)系統(tǒng)、氣探測(cè)系統(tǒng)和復(fù)合式測(cè)系統(tǒng)等?；跓熿F傳感器溫度傳感器適合緊急火焰探測(cè)，法檢測(cè)遠(yuǎn)距離的火，不太適合于大空?qǐng)龊稀；诩t外的火焰探測(cè)，其測(cè)距離能達(dá)到30米，但更遠(yuǎn)的火焰就無(wú)識(shí)別。基于可見(jiàn)的火焰檢測(cè)，其測(cè)距離能高達(dá)幾百。由于火焰無(wú)法反電波，所以無(wú)法用激光雷達(dá)或者tof相機(jī)進(jìn)行測(cè)。同時(shí)，雙目相機(jī)由測(cè)距只有幾米遠(yuǎn)也無(wú)法定位遠(yuǎn)距的火焰位置。技實(shí)要素：本發(fā)明的目的在克服現(xiàn)有技術(shù)中不足，提供了一消防機(jī)器人火焰自瞄準(zhǔn)方法，解決了有技術(shù)中無(wú)法定火焰位置的技術(shù)題。為解決上述技術(shù)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案。第一方面，本發(fā)提供了一種消防器人火焰自動(dòng)瞄方法，包括以下過(guò)：采集水炮周圍的像；檢測(cè)所述圖像中無(wú)火焰，若有火，則獲取火焰中在此圖像中位置；基于火焰中心位和相機(jī)參數(shù)，計(jì)出火焰相對(duì)水炮方向矢量，以驅(qū)動(dòng)炮向此方向運(yùn)動(dòng)；在水炮運(yùn)動(dòng)過(guò)程繼續(xù)采集周圍圖，檢測(cè)圖像中火中心位置并找到火中心距離圖像中心最近的圖像，將到的該圖像拍攝對(duì)應(yīng)的水炮角度作最佳角度，以驅(qū)動(dòng)炮轉(zhuǎn)動(dòng)到此最佳度進(jìn)行滅火?？蛇x的，所述檢圖像中有無(wú)火焰包括：采用yolo算法練后生成的深度習(xí)模型檢測(cè)圖像中無(wú)火焰?？蛇x的，所述基火焰中心位置和機(jī)參數(shù)，計(jì)算出焰相對(duì)水炮的方向量，包括：基于火焰中心位和相機(jī)參數(shù)，計(jì)出火焰相對(duì)水炮水平方向傾斜角度和垂直方向傾斜角va，具體計(jì)算公式為：tanha=c*(u-u0)/f，tanva=c*(v-v0)/f；其中，(u,v)是火中心成像點(diǎn)在成平面的橫縱坐標(biāo)，(u0,v0)是像中心在成像平面的坐標(biāo)，是相機(jī)焦距，c是焦距單和像素單位的比系數(shù)。第二方面，本發(fā)還提供了一種消機(jī)器人火焰自動(dòng)準(zhǔn)裝置，包括以下程：圖像采集模塊，于采集水炮周圍圖像；火焰檢測(cè)模塊，于檢測(cè)圖像中有火焰，若有火焰則獲取火焰中心在圖像中位置；火焰方向計(jì)算模，用于基于火焰心位置和相機(jī)參，計(jì)算出火焰相對(duì)炮的方向矢量，以動(dòng)水炮向此方向動(dòng)；火焰方向修正模，用于在水炮運(yùn)過(guò)程中繼續(xù)采集圍圖像，檢測(cè)圖像火焰中心位置并找火焰中心距離圖中心點(diǎn)最近的圖，將找到的該圖像攝時(shí)對(duì)應(yīng)的水炮角作為最佳角度，驅(qū)動(dòng)水炮轉(zhuǎn)動(dòng)到佳角度進(jìn)行滅火。可選的，所述火檢測(cè)模塊中，所檢測(cè)圖像中有無(wú)焰，包括：采用yolo算法練后生成的深度習(xí)模型檢測(cè)圖像中無(wú)火焰?？蛇x的，所述火方向計(jì)算模塊中所述基于火焰中位置和相機(jī)參數(shù)，算出火焰相對(duì)水炮方向矢量，包括基于火焰中心位和相機(jī)參數(shù)，計(jì)出火焰相對(duì)水炮水平方向傾斜角度和垂直方向傾斜角va，具體計(jì)算公式為：tanha=c*(u-u0)/f，tanva=c*(v-v0)/f；其中，(u,v)是火中心成像點(diǎn)在成平面的橫縱坐標(biāo)，(u0,v0)是像中心在成像平面的坐標(biāo)，是相機(jī)焦距，c是焦距單和像素單位的比系數(shù)。第三方面，本發(fā)還提供了一種消機(jī)器人火焰自動(dòng)準(zhǔn)系統(tǒng)，包括：相、水炮和驅(qū)動(dòng)調(diào)整統(tǒng)；所述相機(jī)固定在炮上，用于采集炮周圍的圖像，將采集的圖像上傳驅(qū)動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)；所述驅(qū)動(dòng)調(diào)整系，采用上述方法動(dòng)水炮瞄準(zhǔn)火焰行滅火。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明所達(dá)到的益效果是：本發(fā)能夠在采用一個(gè)單相機(jī)情況下，準(zhǔn)確測(cè)出火焰位置并動(dòng)消防炮對(duì)準(zhǔn)火。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的系部署圖；圖2是本發(fā)明的計(jì)火焰方向方法示圖；圖3是本發(fā)明的尋水炮最佳轉(zhuǎn)角方示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步描。以下實(shí)施例僅于更加清楚地說(shuō)明發(fā)明的技術(shù)方案，不能以此來(lái)限制發(fā)明的保護(hù)范圍本發(fā)明基于可見(jiàn)攝像頭采集周圍像信息，通過(guò)深學(xué)習(xí)算法識(shí)別出火的二維坐標(biāo)，計(jì)算其方向矢量，驅(qū)水炮向此方向運(yùn)，并在水炮運(yùn)動(dòng)過(guò)中不斷識(shí)別火焰，終找到最合適的度，水炮再次轉(zhuǎn)到最優(yōu)角度進(jìn)行滅，從而完成水炮自瞄準(zhǔn)火焰。本發(fā)成本低，部署簡(jiǎn)，定位精度高，已實(shí)際項(xiàng)目中落地。實(shí)施例1本發(fā)明的一種消機(jī)器人火焰自動(dòng)準(zhǔn)方法，參見(jiàn)圖1所示，包括以步驟：步驟1，在能夠平和垂直方向自由動(dòng)的水炮上固定裝一個(gè)高清攝像頭（即相機(jī)）；通高清攝像頭實(shí)時(shí)集水炮周圍各角的圖像。利用火焰本對(duì)深度學(xué)習(xí)的yolo算進(jìn)行訓(xùn)練，生成練后的深度學(xué)習(xí)型。采用訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型檢采集到的圖像中無(wú)火焰，當(dāng)檢測(cè)有火焰時(shí)，獲取火中心區(qū)域在圖像中二維坐標(biāo)。步驟2，根據(jù)火中心在相機(jī)成像平中的二維坐標(biāo)（u,v），以及此圖相對(duì)水炮的角度方向計(jì)算出火焰相對(duì)炮水平方向傾斜度ha和垂直方向傾斜角度va。相機(jī)成像平面、機(jī)及火焰之間的置關(guān)系參見(jiàn)圖2所示，相機(jī)成像面為二維坐標(biāo)系，定義像中心為(u0,v0)，火焰中心標(biāo)為(u,v)，根據(jù)相機(jī)成像平面之間的三角系，可知火焰相水炮水平方向傾角度ha關(guān)系為tanha=c*(u-u0)/f，垂方向傾斜角度va為tanva=c*(v-v0)/f。其，(u,v)是火焰中心成像在成像平面的橫坐標(biāo)，(u0,v0)是圖像中心在成平面的坐標(biāo)，f是相機(jī)距，c是焦距單位和像素單的比例系數(shù)。步驟3，得出火點(diǎn)的水平和垂直偏角度后，下一步要驅(qū)動(dòng)水炮水平轉(zhuǎn)角度ha和垂直動(dòng)角度va。但由于在實(shí)際程安裝過(guò)程中，機(jī)光心和水炮存在位置偏移，相機(jī)在水炮中的裝位置并不是固精確的，導(dǎo)致水炮標(biāo)系和相機(jī)坐標(biāo)系接轉(zhuǎn)換關(guān)系不是定的。如圖3所示，如果按照?qǐng)D3計(jì)算出來(lái)的水平傾斜角和垂直傾斜角度水炮會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)到角α1處，并沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)火焰。實(shí)際上火焰角度α2處。因此，需要次糾正轉(zhuǎn)動(dòng)角度解決方法是，本明不依賴于相機(jī)水炮的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系，而是通過(guò)計(jì)算的初始角度驅(qū)動(dòng)水轉(zhuǎn)動(dòng)，并在移動(dòng)過(guò)程中通過(guò)不斷照，針對(duì)所拍攝照檢測(cè)火焰位置，火中心最接近圖像心點(diǎn)（即火焰中距離圖像中心點(diǎn)最）的那張圖片就是佳圖片，而拍攝張圖片當(dāng)時(shí)的水角度就是最佳角度步驟4，驅(qū)動(dòng)水再次轉(zhuǎn)動(dòng)到最佳角進(jìn)行滅火。本發(fā)明專利在采單個(gè)攝像頭情況，通過(guò)深度學(xué)習(xí)法對(duì)火焰進(jìn)行檢測(cè)算出火焰的大概角，在驅(qū)動(dòng)水炮轉(zhuǎn)過(guò)程中通過(guò)不斷照、檢測(cè)，從而得火焰的準(zhǔn)確角度，次驅(qū)動(dòng)水炮轉(zhuǎn)動(dòng)準(zhǔn)火焰。解決了機(jī)和水炮軸心位置差帶來(lái)的火焰定位精確的問(wèn)題。實(shí)施例2基于與實(shí)施例1同的發(fā)明構(gòu)思，本明的一種消防機(jī)器火焰自動(dòng)瞄準(zhǔn)裝置，包括以下過(guò)：圖像采集模塊，于采集水炮周圍圖像；火焰檢測(cè)模塊，于檢測(cè)圖像中有火焰，若有火焰則獲取火焰中心在圖像中位置；火焰方向計(jì)算模，用于基于火焰心位置和相機(jī)參，計(jì)算出火焰相對(duì)炮的方向矢量；火焰方向修正模，用于在驅(qū)動(dòng)水向此方向運(yùn)動(dòng)過(guò)中繼續(xù)采集周圍圖，檢測(cè)圖像中火焰心位置并找到火中心距離圖像中點(diǎn)最近的圖像，將到的該圖像拍攝時(shí)應(yīng)的水炮角度作最佳角度，以驅(qū)水炮轉(zhuǎn)動(dòng)到最佳角進(jìn)行滅火?？蛇x的，所述火檢測(cè)模塊中，所檢測(cè)圖像中有無(wú)焰，包括：采用yolo算法練后生成的深度習(xí)模型檢測(cè)圖像中無(wú)火焰?？蛇x的，所述火方向計(jì)算模塊中所述基于火焰中位置和相機(jī)參數(shù)，算出火焰相對(duì)水炮方向矢量，包括基于火焰中心位和相機(jī)參數(shù)，計(jì)出火焰相對(duì)水炮水平方向傾斜角度和垂直方向傾斜角va，具體計(jì)算公式為：tanha=c*(u-u0)/f，tanva=c*(v-v0)/f；其中，(u,v)是火中心成像點(diǎn)在成平面的橫縱坐標(biāo)，(u0,v0)是像中心在成像平面的坐標(biāo)，是相機(jī)焦距，c是焦距單和像素單位的比系數(shù)。本發(fā)明裝置中各塊的具體實(shí)現(xiàn)方參見(jiàn)實(shí)施例1方法中各步驟過(guò)程實(shí)施例3基于與實(shí)施例1同的發(fā)明構(gòu)思，本明的一種消防機(jī)器火焰自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，包括：相機(jī)水炮和驅(qū)動(dòng)調(diào)整統(tǒng)；所述相機(jī)固定在炮上，用于采集炮周圍的圖像，將采集的圖像上傳驅(qū)動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)；所述驅(qū)動(dòng)調(diào)整系，采用上述方法動(dòng)水炮瞄準(zhǔn)火焰行滅火。本發(fā)明系統(tǒng)中具實(shí)現(xiàn)方案參見(jiàn)實(shí)例1方法中各步驟過(guò)程。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)員應(yīng)明白，本申的實(shí)施例可提供方法、系統(tǒng)、或計(jì)機(jī)程序產(chǎn)品。因此本申請(qǐng)可采用完硬件實(shí)施例、完軟件實(shí)施例、或結(jié)軟件和硬件方面的施例的形式。而，本申請(qǐng)可采用一個(gè)或多個(gè)其中包有計(jì)算機(jī)可用程序碼的計(jì)算機(jī)可用儲(chǔ)介質(zhì)（包括但限于磁盤存儲(chǔ)器、cd-rom、光學(xué)存儲(chǔ)器）上實(shí)施的計(jì)算程序產(chǎn)品的形式。本申請(qǐng)是參照根本申請(qǐng)實(shí)施例的法、設(shè)備（系統(tǒng)、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)的流程圖和／或方圖來(lái)描述的。應(yīng)解可由計(jì)算機(jī)程指令實(shí)現(xiàn)流程圖和或方框圖中的每一程和／或方框、及流程圖和／或框圖中的流程和／方框的結(jié)合?？商徇@些計(jì)算機(jī)程序令到通用計(jì)算機(jī)專用計(jì)算機(jī)、嵌入處理機(jī)或其他可編數(shù)據(jù)處理設(shè)備的理器以產(chǎn)生一個(gè)器，使得通過(guò)計(jì)算或其他可編程數(shù)據(jù)理設(shè)備的處理器行的指令產(chǎn)生用實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)程或多個(gè)流程和／方框圖一個(gè)方框多個(gè)方框中指定功能的裝置。這些計(jì)算機(jī)程序令也可存儲(chǔ)在能導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備特定方式工作的計(jì)機(jī)可讀存儲(chǔ)器中使得存儲(chǔ)在該計(jì)機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的令產(chǎn)生包括指令裝的制造品，該指裝置實(shí)現(xiàn)在流程一個(gè)流程或多個(gè)流和／或方框圖一個(gè)框或多個(gè)方框中定的功能。這些計(jì)算機(jī)程序令也可裝載到計(jì)機(jī)或其他可編程據(jù)處理設(shè)備上，使在計(jì)算機(jī)或其他可程設(shè)備上執(zhí)行一列操作步驟以產(chǎn)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理從而在計(jì)算機(jī)或其可編程設(shè)備上執(zhí)的指令提供用于現(xiàn)在流程圖一個(gè)流或多個(gè)流程和／或框圖一個(gè)方框或個(gè)方框中指定的能的步驟。以上所述僅是本明的優(yōu)選實(shí)施方，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不離本發(fā)明技術(shù)原的前提下，還可做出若干改進(jìn)和變，這些改進(jìn)和變型應(yīng)視為本發(fā)明的護(hù)范圍。技特：1.一種消防機(jī)人火焰自動(dòng)瞄準(zhǔn)法，其特征是，包以下過(guò)程：采集水炮周圍的像；檢測(cè)所述圖像中無(wú)火焰，若有火，則獲取火焰中在此圖像中位置；基于火焰中心位和相機(jī)參數(shù)，計(jì)出火焰相對(duì)水炮方向矢量，以驅(qū)動(dòng)炮向此方向運(yùn)動(dòng)；在水炮運(yùn)動(dòng)過(guò)程繼續(xù)采集周圍圖，檢測(cè)圖像中火中心位置并找到火中心距離圖像中心最近的圖像，將到的該圖像拍攝對(duì)應(yīng)的水炮角度作最佳角度，以驅(qū)動(dòng)炮轉(zhuǎn)動(dòng)到此最佳度進(jìn)行滅火。2.根據(jù)權(quán)利要1所述的一種消機(jī)器人火焰自動(dòng)瞄方法，其特征是所述檢測(cè)圖像中有無(wú)焰，包括：采用yolo算法練后生成的深度習(xí)模型檢測(cè)圖像中無(wú)火焰。3.根據(jù)權(quán)利要1所述的一種消機(jī)器人火焰自動(dòng)瞄方法，其特征是所述基于火焰中心位和相機(jī)參數(shù)，計(jì)出火焰相對(duì)水炮方向矢量，包括：基于火焰中心位和相機(jī)參數(shù)，計(jì)出火焰相對(duì)水炮水平方向傾斜角度和垂直方向傾斜角va，具體計(jì)算公式為：tanha=c*(u-u0)/f，tanva=c*(v-v0)/f；其中，(u,v)是火中心成像點(diǎn)在成平面的橫縱坐標(biāo)，(u0,v0)是像中心在成像平面的坐標(biāo)，是相機(jī)焦距，c是焦距單和像素單位的比系數(shù)。4.一種消防機(jī)人火焰自動(dòng)瞄準(zhǔn)置，其特征是，包以下過(guò)程：圖像采集模塊，于采集水炮周圍圖像；火焰檢測(cè)模塊，于檢測(cè)所述圖像有無(wú)火焰，若有焰，則獲取火焰中在此圖像中位置；火焰方向計(jì)算模，用于基于火焰心位置和相機(jī)參，計(jì)算出火焰相對(duì)炮的方向矢量，以動(dòng)水炮向此方向動(dòng)；火焰方向修正模，用于在水炮運(yùn)過(guò)程中繼續(xù)采集圍圖像，檢測(cè)圖像火焰中心位置并找火焰中心距離圖中心點(diǎn)最近的圖，將找到的該圖像攝時(shí)對(duì)應(yīng)的水炮角作為最佳角度，驅(qū)動(dòng)水炮轉(zhuǎn)動(dòng)到佳角度進(jìn)行滅火。5.根據(jù)權(quán)利要4所述的一種消機(jī)器人火焰自動(dòng)瞄裝置，其特征是所述火焰檢測(cè)模塊中所述檢測(cè)圖像中無(wú)火焰，包括：采用yolo算法練后生成的深度習(xí)模型檢測(cè)圖像中無(wú)火焰。6.根據(jù)權(quán)利要4所述的一種消機(jī)器人火焰自動(dòng)瞄裝置，其特征是所述火焰方向計(jì)算模中，所述基于火中心位置和相機(jī)數(shù)，計(jì)算出火焰相水炮的方向矢量，括：基于火焰中心位和相機(jī)參數(shù)，計(jì)出火焰相對(duì)水炮水平方向傾斜角度和垂直方向傾斜角va，具體計(jì)算公式為：tanha=c*(u-u0)/f，tanva=c*(v-v0)/f；其中，(u,v)是火中心成像點(diǎn)在成平面的橫縱坐標(biāo)，(u0,v0)是像中心在成像平面的坐標(biāo)，是相機(jī)焦距，c是焦距單和像素單位的比系數(shù)。7.一種消防機(jī)人火焰自動(dòng)瞄準(zhǔn)統(tǒng)，其特征是，包：相機(jī)、水炮和動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)；所述相機(jī)固定在炮上，用于采集炮周圍的圖像，將采集的圖像上傳驅(qū)動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)；所述驅(qū)動(dòng)調(diào)整系，采用權(quán)利要求1-3任一所述方