图像处理技术在消防灭火模拟训练中的应用

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1、国防科技大学学报第25卷第3期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.25No.32003文章编号:1001-2486(2003)03-0049-05*图像处理技术在消防灭火模拟训练中的应用高广珠,洪宇,何智勇,余理富(国防科技大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073)摘要:阐述了应用图像处理技术构建消防灭火模拟训练系统的方法,对其中的技术要点从原理上进行了说明。提出了一种基于目标信息特征的灰度Hough变换实用加速算法用于直线检测,使其运算量比传统算法下

2、降了4个数量级。实验结果证明这种检测与提取灭火水柱中心线的方法快速、有效。用该方法构建的系统,经实际运行证明是图像处理技术在消防灭火模拟训练方面的一个成功的应用。关键词:图像处理;Hough变换;直线检测;几何校正中图分类号:TP391.41文献标识码:ATheApplicationoftheImageProcessingTechnologyintheFireFightingSimulativeTrainingGAOGuang-zhu,HONGYu,HEZh-iyong,YUL-ifu(CollegeofElectro

3、nicScienceandEngineering,NationalUniv.ofDefenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Thispaperexpoundsamethodforconstructingthefirefightingsimulativetrainingsystemusingtheimageprocessingtech-nologyandillustratessomekeytechnicalpointsofthissystem.Anappliedacce

4、lerativealgorithmofgrayscaleHoughtransformbasedontheinformationfeaturesofthetargetisproposed.Thisalgorithmmakestheburdenoftheoperationdecreasedbyfourquantitydegrees.Theresultofexperimentshowsthatthismethodfordetectingandextractingthecenterlineofthefirefightingwa

5、tercolumnisfastandef-fective,andthissystemhasprovedtobeasuccessfulapplicationoftheimageprocessinginthefieldofthefirefightingsimulativetrain-ing.Keywords:imageprocessing;Houghtransform;linedetection;geometriccalibration近年来,许多城市都建立了面向普通国民的消防训练基地,消防模拟训练也应运而生。然而,每次模

6、拟灭火训练若以燃烧实物的方式进行,则存在着诸如训练成本高、污染环境等许多缺点。我们根据消防灭火训练的特点,用计算机多媒体技术虚拟再现灭火现场,将现代图像处理技术应用于灭火过程的自动监测与控制,实现了消防模拟灭火训练的自动化,达到了理想的训练效果。1灭火模拟训练系统简介灭火模拟训练系统由图像采集与处理计算机和播放控制计算机组成,两台计算机之间通过以太网互联,采用TCPPIP协议交换数据。系统工作过程如下:由控制计算机播放火灾现场图像背投显示在大屏幕上,训练者持灭火器材在正面对投影屏上的虚拟火场进行扑救;大屏幕前方有两台C

7、CD摄像机从不同角度将所摄火场扑救图像通过图形采集设备送往图像处理计算机;根据实时采集的两幅不同角度的图像对灭火器喷水柱进行检测,计算出灭火水柱的落点,将落点在屏上的坐标通过网络送往控制计算机;控制计算机根据落点坐标结合火势进行判断,即时切换播放反映不同灭火效果的火场视频图像,模拟火势消长,从而构成一个闭环控制系统,与灭火者的扑救活动产生互动效果。*收稿日期:2002-12-25作者简介:高广珠(1959)),男,副教授,硕士。50国防科技大学学报2003年第3期2由双目图像检测灭火水柱落点原理、方法与实现2.1双目图

8、像检测灭火水柱落点原理本系统的核心技术问题是如何判断水柱落点。由于水是透明的,水柱在屏幕上的落点很难直接从屏幕的图像上检测到,特别是当水柱落在屏幕上的高亮度区域(如火苗区)时,水柱的落点在摄取的可见光图像上几乎无法检测。然而,我们可以转而检测水柱,由于一个视点的图像不能给出深度信息,我们用两台摄像机构成双目视觉系统,从左右两个角度