一种预氧化炉防火检测系统及方法与流程

本发明涉及数字图像处理，尤其涉及一种预氧化炉防火检测系统及方法。

背景技术：

1、pan基碳纤维的氧化碳化过程包含预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、上浆干燥等工序。其中，预氧化是一个重要的中间过程，pan原丝的线型分子链在此过程中逐渐形成耐热的梯形结构，pan原丝需要在氧化炉集群中经过温度递增的多个预氧化炉，预氧化过程的主要反应是环化、氧化和脱氢，都是放热反应，会在纤维内部造成蓄热和过热，而预氧化炉内温度又高，很容易由于局部温度过高而发生着火现象。

2、由于预氧化炉内温度较高，炉内一旦着火即发生爆燃现象，在几秒内火焰即可扩散至整个氧化炉，为了提高对氧化炉内火焰识别的速度，可通过视觉检测的方式来对火焰进行识别，但是对于检测精度要求很高，在一出现火焰时，就要识别出并进行后续的灭火措施。高精度的检测往往带来较高的误检率，一旦误检进行后续的灭火措施，则对于生产线的运作产生很大的影响，极大增加了生产成本。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提供了一种预氧化炉防火检测系统及方法，从而有效解决背景技术中的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种预氧化炉防火检测方法，包括如下步骤：

3、采集预氧化炉内图像，并对采集的图像进行滤波预处理；

4、将预处理后的图像进行特征提取，找出疑似火焰区域；

5、当图像中存在疑似火焰区域时，连续采集两张图像，并计算两张图像中所述疑似火焰区域的中心坐标；

6、获取纱线的运动方向及速度，根据两个中心坐标及纱线的运动方向及速度，计算得到预氧化炉内风场的方向及速度；

7、根据所述纱线的运动方向及速度、风场的方向及速度和两个中心坐标，预测第三张图像中疑似火焰区域的中心点坐标，并根据预测的坐标划定区域；

8、判断采集的第三张图像中疑似火焰区域的中心坐标是否在所述划定区域内，若是，则确定发生火情，发出报警。

9、进一步地，所述根据两个中心坐标及纱线的运动方向及速度，计算得到预氧化炉内风场的方向及速度，包括：

10、根据两个所述中心坐标，得到火焰运动向量；

11、根据纱线的运动方向及速度，根据两张图像的间隔时间和纱线运动速度，得到纱线运动向量的向量长度，并根据纱线的运动方向得到纱线运动向量的向量方向，并以第二个所述中心坐标为终点，得到纱线运动向量；

12、以第一个所述中心坐标作为风场运动向量的起点，纱线运动向量的起点作为风场运动向量的终点，绘制风场运动向量，得到风场的方向及速度。

13、进一步地，所述预测第三张图像中疑似火焰区域的坐标，包括：

14、以第二个所述中心坐标为起点，对其分别施加纱线运动向量和风场运动向量；

15、计算向量和，得到预测火焰运动向量，并计算终点坐标，得到预测的所述中心点坐标。

16、进一步地，通过中心距公式对所述疑似火焰区域的中心坐标进行计算。

17、进一步地，所述将预处理后的图像进行特征提取中，对图像中像素的r、g、b值进行提取，并分别计算g/r、b/r、(g+b)/r，判断像素的红色特征值，当红色特征值超出设定阈值时，则标记为疑似点，并将图像中连续的疑似点标记为疑似火焰区域。

18、进一步地，所述根据预测的坐标划定区域包括：

19、设定需要检测的火焰大小；

20、根据图像像素的大小，将需要检测的火焰大小转换为直径以像素点数量判定的范围；

21、以预测的中心点坐标为圆心，进行划定区域。

22、本发明还包括一种预氧化炉防火检测系统，使用如上述的方法，包括：

23、采集单元，用于采集预氧化炉内图像，并对采集的图像进行滤波预处理；

24、预处理单元，用于将预处理后的图像进行特征提取，找出疑似火焰区域；

25、中心坐标计算单元，用于当图像中存在疑似火焰区域时，连续采集两张图像，并计算两张图像中所述疑似火焰区域的中心坐标；

26、风场计算单元，用于获取纱线的运动方向及速度，根据两个中心坐标及纱线的运动方向及速度，计算得到预氧化炉内风场的方向及速度；

27、划定区域单元，用于根据所述纱线的运动方向及速度、风场的方向及速度和两个中心坐标，预测第三张图像中疑似火焰区域的中心点坐标，并根据预测的坐标划定区域；

28、判断单元，用于判断采集的第三张图像中疑似火焰区域的中心坐标是否在所述划定区域内，若是，则确定发生火情，发出报警。

29、本发明还包括一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述的方法。

30、本发明还包括一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法。

31、本发明的有益效果为：本发明通过连续采集两张图像，并计算两张图像中疑似火焰区域的中心坐标，并获取纱线的运动方向和速度，用以计算预氧化炉内的风场方向和速度，来得到预氧化炉内复杂的工况，并基于前两张图像中火焰位置的中心坐标、纱线运动方向和速度以及风场方向和速度，可以预测火焰可能出现的位置，利用预测的火焰位置划定一个区域，如果第三张图像中检测到的火焰位置在这个区域内，则判断为发生火情，并触发报警。综合了火焰区域的检测和纱线运动、风场运动的信息，来对预氧化炉内的火焰进行动态的检测，从而减少误报率，同时提高了火情检测的准确性和及时性。

技术特征：

1.一种预氧化炉防火检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的预氧化炉防火检测方法，其特征在于，所述根据两个中心坐标及纱线的运动方向及速度，计算得到预氧化炉内风场的方向及速度，包括：

3.根据权利要求2所述的预氧化炉防火检测方法，其特征在于，所述预测第三张图像中疑似火焰区域的坐标，包括：

4.根据权利要求1所述的预氧化炉防火检测方法，其特征在于，通过中心距公式对所述疑似火焰区域的中心坐标进行计算。

5.根据权利要求1所述的预氧化炉防火检测方法，其特征在于，所述将预处理后的图像进行特征提取中，对图像中像素的r、g、b值进行提取，并分别计算g/r、b/r、(g+b)/r，判断像素的红色特征值，当红色特征值超出设定阈值时，则标记为疑似点，并将图像中连续的疑似点标记为疑似火焰区域。

6.根据权利要求1所述的预氧化炉防火检测方法，其特征在于，所述根据预测的坐标划定区域包括：

7.一种预氧化炉防火检测系统，其特征在于，使用如权利要求1至6中任一项所述的方法，包括：

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

技术总结本发明涉及数字图像处理技术领域，尤其涉及一种预氧化炉防火检测系统及方法，方法包括：采集预氧化炉内图像，并对采集的图像进行滤波预处理；将预处理后的图像进行特征提取，找出疑似火焰区域；当图像中存在疑似火焰区域时，连续采集两张图像，并计算两张图像中疑似火焰区域的中心坐标；获取纱线的运动方向及速度，根据两个中心坐标及纱线的运动方向及速度，计算得到预氧化炉内风场的方向及速度；根据纱线的运动方向及速度、风场的方向及速度和两个中心坐标，预测第三张图像中疑似火焰区域的中心点坐标，并根据预测的坐标划定区域；判断采集的第三张图像中疑似火焰区域的中心坐标是否在划定区域内，若是，则确定发生火情，发出报警。技术研发人员：谈源,史伟林,胡经纬,徐峰,蒋国中受保护的技术使用者：常州市新创智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20