森林防火智能分析介绍

神戎森林防火智能分析系统介绍目录•一、山东神戎公司的简介•二、森林火灾的种类及特点•三、目前国内森林防火智能分析发展现状•四、双光谱森林防火系统介绍•五、山东神戎森林防火项目推荐产品一、山东神戎公司的简介•山东神戎电子股份有限公司成立于2004年，是中国领先的激光夜视和非制冷红外热成像研发和生产企业。公司现有员工300余人，其中研发人员占比40%，研究生以上学历占比30%，是山东省神戎电子院士工作站以及山东省夜视监控工程技术研究中心的依托建设单位。公司坚持自主创新，是激光夜视产业的开创者，率先开发出世界首创的具有自主知识产权的激光夜视仪和连续变焦红外热成像仪，同步变焦激光夜视和连续变焦热成像技术水平处于国际领先地位，激光夜视仪市场占有率第一。公司的产品已经广泛应用于国防、国家安全、公安武警以及交通、油田等行业，实现全天候视频监控，为维护国家安全和社会稳定提供技术保障。除了国内市场，公司产品已出口至美国、法国等40多个国家和地区。。二、森林火灾的种类及特点•森林火灾是指在森林和草原发生的火灾，它包括地下火、地表火、树冠火等形式，具有大尺度、开放性等特点.•1．地表火。最常见的一种林火。指火从地表面地被物以及近地面根系、幼树、树干下皮层开始燃烧，并沿地表面蔓延的火灾。•2．树冠火。树冠火是指地表火遇强风或遇到针叶幼树群、枯立木或低垂树枝，烧至树冠，并沿树冠顺风扩展。•3．地下火。地下火一般容易发生在干旱季节的针叶林内，火在林内根系土壤表层有机质及泥炭层燃烧。蔓延速度慢，温度高，持续时间长，破坏力极强。经过地下火的乔木、灌木的根部烧坏，大量树木枯倒。二、森林火灾的种类及特点火灾火焰燃烧产物燃烧音辐射形状气体产物气体探测器烟雾形状微粒静电探测器声音探测器温度感温探测器固体产物火焰探测器图像探测器图像探测器感烟探测器三、目前国内森林防火发展现状•目前国内火灾自动报警技术主要是基于传感器的检测。在现有的各种火灾报警和消防监控设备中，大多数场所的火灾检测，都采用常规的火灾探测的方法，如感烟、感温、感光探测器，它们分别利用火焰的烟雾、温度、光的特性来对火灾进行探测。但在大空间中，上述传感器信号由于空间的巨大而变得十分微弱。即使是高精度的传感器也会由于种种干扰噪声而无法工作。•传统的火灾探测器用于对监控现场敏感现象的实时变化进行检测，提取实时参数，它的性能优劣直接会影响火灾自动报警的准确度和可靠性。由于大空间的特殊性，普通的点型感烟、感温火灾探测报警系统无法迅速采集火灾发出的烟温变化信息，这些传统检测方法存在一定的缺陷。三、目前国内森林防火发展现状•根据现有的火灾技术背景，出现了一种用摄像头来代替传统传感器的方法，图像探测器。对现场图像进行实时采集，借助现有的数字图像处理技术，对火灾初期的图像进行识别，从而实现野外空间早期火灾探测与监控目的。•图像是人类视觉的延伸，通过视觉可以立即准确地发现火灾，可见光图像信息的丰富和直观，更为早期火灾的辨识和判断奠定了基础。利用红外热成像的原理获得燃烧所发出的红外图像进行图像处理，近年来也得到一定程度的应用。三、目前国内森林防火发展现状•目前国内很多做智能分析的厂家都有基于可见光烟火检测的产品，而且大多数是模块化产品，应用场景大多在室内烟火检测。即使在室内，误报率仍然很高。比如智安邦。•还有部分软件厂家开发整个后端监控系统平台，把智能分析放到后端处理，侧重整个监控区域的报警联动及整体监控效果，扑救路线、火势蔓延预测等，费用较高。比如东方泰坦10多万(三个点起)。三、目前国内森林防火发展现状四、双光谱森林防火系统介绍1.原理2.系统组成3.技术指标4.建议1.原理•本系统是以热成像超温检测为主，可见光图像检测为辅助的双光谱森林防火智能分析系统。两种智能分析都是基于前台，安装在设备中的模块化处理。1.原理•热成像测温检测：自然界中任何温度高于绝对零度的物体，都会不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，物体表面的温度越高，红外辐射能量就越多，因此可以利用红外辐射测量物体表面的热状态。火焰的辐射波长范围为2-20微米，正常森林的辐射波长范围为8.5-12.2微米，都在热成像仪8-14微米的探测范围之内。正常森林的绝对温度按300K计算，火焰的绝对温度按1200K计算，那么，火焰的辐射能量是正常森林的16倍。因此，着火点在红外热成像图像上为明显的高温区。1.原理•热成像测温检测：目标温度越高，从热成像探测器组件输出的数字信号值越大，即数字图像的灰度值越大。根据这个特点，超温检测工作过程如下：图像采集模块将探测器输出的高精度图像数据写入内存，图像处理模块运行超温检测算法，首先根据目标和背景的对比度计算出原始阈值，再结合用户设定的目标温度等级，计算出二值化阈值，将图像进行二值化后进行连通域检测，计算出目标区域面积和坐标，在画面上标识出超温区域并通过串口发出报警信息。1.原理超温报警检测原理框图1.原理•热成像测温检测：实验标准，按照1公里处1平方米大小的火焰检测，每秒6-8次分析检测。由于探测器接收到的红外辐射能量受监控距离和工作环境的影响，被检测目标的温度范围也各不相同，要根据具体场景设置工作参数。1.原理•可见光检测：可见光摄像机模拟视频信号接入到图像检测模块，通过图像采集单元的视频解码电路转换为数字信号后，被基于DSP的图像处理单元处理，根据火灾火焰的图像特性，探测出画面中出现火焰，加入火焰识别标记后，再通过视频编码电路转换为模拟视频信号输出。1.原理可见光检测原理框图2.系统构成火源热成像仪检测一级报警发现目标二级报警确认目标视频服务器后台监控可见光探测前端设备本系统是一种具有红外光、可见光双光谱探测的森林防火预警系统。系统集成了红外热成像仪、超温检测模块、可见光摄像机、可见光图像分析模块、云台、视频服务器、监控主机等部分。2.系统构成通知管理人员启动消防联动系统交换机防火墙路由器网络传输应用场所光电一体机智能图像处理器网络传输系统中心处理平台告警并启动消防联动系统监控中心森林防火系统拓扑图2.系统构成•报警信息传输发现火情后，云台停止巡航，将报警信息再加上机器ID，报警时的俯仰和水平角度打包后通过RS422传给视频服务器，视频服务器通过网络传给上位机报警软件。停顿一段时间后，云台重新开始巡航监控。系统界面-上位机监控软件系统构成•本系统通过网络视频服务器，可在监控中心对现场视频进行实时录像，对报警信息进行及时处理。系统支持地图显示，直观显示各个探测器在监控区域的位置和监控区域的大致平面结构，在火警发生时，可以通过报警信息，快速定位告警地点。VLV700IRT15•白天热成像检测到高温目标，同时可见光摄像机检测到火源时，云台停止巡航，并向远程监控主机发送报警信息，报警信息包括：机器ID，云台水平和俯仰角度，超温区域的坐标（左上角和右下角）。夜间由于环境干扰较少只需要热成像检测到超温目标即可认定有火情。VLV700IRT15视频效果3.技术指标•1、整机配置及相关指标配置摄像机一体化摄像机热成像非制冷微测辐射热计焦平面阵列电源DC24V±20%接口RS422、视频输出×2、DC24V电源技术指标监视范围不低于功耗≤50W重量尺寸(长宽高)300×485×环境指标工作温度～+储存温度～+抗冲击/s211ms防盐雾在PH值6.5-7.2，连续喷雾48小时3.技术指标摄像机参数扫描方式逐行扫描变焦36倍光学，12倍数字变焦有效像素44万焦距长度f＝3.5~信噪比≥50db最低照度0.01Lx电子快门1/1~1/10000s白平衡自动，宽动态，室内，室外，单键，手动背光补偿ON／OFF视场角1.7度~57.8度云台基本功能俯仰-90°-45°，0.1°～20°/s变速水平360°连续旋转，0.1°～40°/s变速线扫速度20度/s热成像感光器件非制冷微测辐射热计焦平面阵列波长8-14μm视场角4.6°×3.5°～9.3°×7°调焦电动调焦，有自动聚焦功能镜头75～150mm连续变焦监视范围火情检测距离热成像10公里，10米×10米的火焰可见光1公里，1米×1米的火焰2、主要部件相关指标2、主要部件相关指标2、主要部件相关指标2、主要部件相关指标2、主要部件相关指标2、主要部件相关指标五.神戎产品推荐•前端设备一、SHR-LVTIR155R双光谱夜视仪二、SHR-TIR155RH变焦红外热成像仪SHR-LVTIR155R双光谱夜视仪SHR-LVTIR155R双光谱夜视仪SHR-LVTIR155R双光谱夜视仪一、SHR-LVTIR155R双光谱夜视仪（一）、产品特点•（1）双光谱设计•集成红外热像、可见光成像、云台护罩、解码器于一体，双光谱设计，可根据监控现场情况，发挥两种监控设备各自优势，获取多种监控图像。热成像仪10种伪彩色和2种热黑热白极性图像格式可选，可穿透雾雨雪全天候适应工作。•（2）先进的探测器技术•采用第五代非制冷VOxFPA探测器，温度灵敏度是普通多晶硅探测器的3倍，图像画面更加清晰、细致。新型探测器像元更小，对细微目标观察更清晰，探测距离约为原型号的1.5倍。•（3）首创连续变焦红外镜头•变焦倍数可达5倍，采用高精度非球面设计加工技术，成像清晰，变倍过程焦点一致，无需聚焦。•（4）特有图像处理技术•图像平滑无噪声，10种伪彩色和2种热黑热白极性图像格式可选，适应性强。DDE数字图像细节增强，易发现低对比隐藏目标。•（5）超强铝合金外壳•内充氮气，防止光学部件发霉结露。外壳密封严防沙尘进入机体，使得热像仪能够在各种恶劣的环境中正常工作。SHR-LVTIR155R双光谱夜视仪（二）技术指标•产品型号•SHR-LVTIR155R•夜视距离•探测距离:对车10000m，对人3600m•识别距离:对车2500m，对人900m•辨认距离:对车1200m，对人450m•可见光摄像机•1、36倍光学变焦，12倍数字变焦•2、影像感应器1／4”ExviewHADCCD，有效像素44万•3、F数：F1.6～4.5•4、视场角：1.7～57.8°•5、最低照度：0.1Lux(彩色)；0.002Lux（黑白）•红外探测器•1、第五代非制冷焦平面阵列探测器•2、分辨率324×256像素•3、光谱范围8～14μm•4、温度灵敏度（NETD）50mK@F1.0,300K•5、帧频：25Hz•热成像镜头•1、焦距：30～150mm连续变焦•2、F值：1.2•3、视场角：3.1°×2.3°～15.2°×11.4°•4、采用锗和硒化锌材料，非球面设计•5、电动变倍、电动聚焦（可选自动聚焦）SHR-TIR155RH变焦红外热像仪SHR-TIR155RH变焦红外热成像仪SHR-TIR155RH变焦红外热像仪•产品优势•（1）先进的探测器技术•采用第五代非制冷VOxFPA探测器，温度灵敏度是普通多晶硅探测器的3倍，图像画面更加清晰、细致。新型探测器像元更小，对细微目标观察更清晰，探测距离约为原型号的1.5倍。•（2）首创连续变焦红外镜头•变焦倍数可达5倍，采用高精度非球面设计加工技术，成像清晰，变倍过程焦点一致，无需聚焦。•（3）特有图像处理技术•图像平滑无噪声，10种伪彩色和2种热黑热白极性图像格式可选，适应性强。DDE数字图像细节增强，易发现低对比隐藏目标。•（4）恶劣环境下正常工作•耐低温，在-40℃能正常工作。内充氮气，防止光学部件发霉结露。外壳密封严防沙尘进入机体，使得热像仪能够在各种恶劣的环境中正常工作。SHR-TIR155RH变焦红外热像仪•技术指标•产品型号•SHR-TIR155RH•作用距离•探测距离:对车9900m，对人3600m•识别距离:对车2470m，对人900m•辨认距离:对车1200m，对人450m•注：作用距离会随着热像仪的设置、环境条件、操作使用经验、使用的传输显示方式不同而变化。上述作用距离是在目标温差为2℃，大气衰减系数为0.85/km，对人探测概率为50%时的数据。•探测器•1、第五代非制冷焦平面阵列探测器•2、分辨率324×256像素，像元25μm•3、光谱范围8～14μm•4、温度灵敏