(19)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 202210210286.0 (22)申请日 2022.03.03 (71)申请人 国电南瑞科技股份有限公司 地址 211106 江苏省南京市江宁区诚信大 道19号 (72)发明人 黄国方　童宇辉　张静　单超　 周兴俊　杨明鑫　张丛丛　汤济民　 廖志勇　刘晓铭　王文政　甘志坚　 陈向志　谢永麟　彭奕　郝永奇　 吴嵩青　钟亮民　吴圣和　许茂洲　 张斌　侯建国　薛栋良　温祥青　 蒋轩　谢芬　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 张赏(51)Int.Cl. G06V 20/40(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/56(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06V 20/52(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06V 10/80(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种基于换流站阀厅消防机器人的火焰定 位报警系统及方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于换流站阀厅消防机 器人的火焰定位报警系统及方法， 该系统包括： 巡查模块： 用于通过设置在换流站阀厅的消防机 器人采集换流站阀厅的实时场景图像并识别出 可疑的火灾场景图像； 火焰特征提取模块： 用于 对可疑的火灾场景图像， 进行火焰特征提取； 火 焰特征融合模块： 对每张可疑的火灾场景图像进 行火焰特征融合， 并基于融合后的火焰特征进行 图像分类； 火焰定位模块： 用于将分类后的图像 通过结合全局信息网络 的Faster  R‑CNN模型进 行处理， 确定火焰位置。 本发明对火焰特征进行 了调整， 可以减少误检测， 提高火灾检测精度。 权利要求书3页 说明书11页 附图3页 CN 114663805 A 2022.06.24 CN 114663805 A 1.一种基于换流站阀厅消防机器人的火焰定位报警系统， 其特 征在于， 包括： 巡查模块： 用于通过设置在换流站阀厅的消 防机器人采集换流站阀厅的实时场景图 像； 以及识别出 可疑的火灾场景图像； 火焰特征提取模块： 用于对可疑的火灾场景图像进行火焰特 征提取； 火焰特征融合模块： 用于对每张可疑的火灾场景图像提取的火焰特征进行融合， 基于 融合后的火焰特征进 行图像分类， 得到具有火焰特征的场景图像和没有火焰特征的场景图 像； 以及， 火焰定位模块： 用于将具有火焰特征的场景图像通过结合全局信息网络的Faster  R‑ CNN模型进行处 理， 确定火焰位置并报警。 2.根据权利要求1所述的一种基于换流站阀厅消防机器人的火焰定位报警系统， 其特 征在于， 所述巡查模块包括： 巡查点位单元： 用于基于换流站阀厅的三维地图设定消防机器人的巡查点位； 所述巡 查点位用于确定所述 实时场景图像的背景图， 且同一消防机器人的每个巡查点位的背 景图 相同； 巡查单元： 用于对所述巡查 点位进行实时巡查， 获取实时场景图像； 巡查任务单元： 用于设定每个巡查点位的巡查任务； 其中， 巡查任务通过巡查的频率、 时间和次数确定； 以及， 判定单元： 用于判定所述巡查任务中是否出现可疑的火灾区域， 并将出现可疑的火灾 区域的实时场景图像选 定为目标图像输出至火焰特 征提取模块。 3.根据权利要求2所述的一种基于换流站阀厅消防机器人的火焰定位报警系统， 其特 征在于， 所述巡查任务单 元具体用于， 根据所述巡查任务， 确定每 个巡查点位的实时场景图像； 对所述实时场景图像进行分帧处 理， 获取帧图像； 根据所述帧图像， 确定背景图像中固定元素和变化状态在预设目标阈值之下的低变化 元素； 将所述固定元素和低变化元素从所述帧图像中删除， 确定所述帧图像中发生变化的元 素的变化轨 迹； 根据所述变化轨 迹， 确定可疑的火灾区域； 所述变化状态为所述背景图像中的元 素在多个不同的帧图像中姿态的变化 程度。 4.根据权利要求2所述的一种基于换流站阀厅消防机器人的火焰定位报警系统， 其特 征在于， 所述火焰特 征提取模块包括： 火焰颜色特征提取模块： 根据 所述目标图像， 进行像素点的颜色分量计算， 根据 所述颜 色分量确定像素点的变异系 数， 并将所述变异系 数作为火焰颜色特征； 所述变异系 数为所 述像素点颜色 分量的均值和标准差的比值； 火焰边界粗糙度 特征提取模块： 根据所述目标图像， 确定火焰图像， 计算火焰图像的凸 包周长和火焰周长之比， 并将该比值作为火焰边界粗 糙度特征； 火焰面积变化特征提取模块： 基于所述目标图像， 对对应的帧图像进行面积计算， 确定权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114663805 A 2面积变化 率， 并将所述 面积变化 率作为火焰面积变化特 征； 以及， 火焰频闪特征提取模块： 用于将所述目标图像的帧图像的长度序列与 预先设定火焰的 长度序列进行对比， 判定如果连续三帧中相邻两帧的面积之差的积小于0， 则计数器SUM加 1， 否则加0， 用SUM值作为火焰频闪特 征。 5.根据权利要求4所述的一种基于换流站阀厅消防机器人的火焰定位报警系统， 其特 征在于， 所述火焰面积变化特 征提取模块具体用于， 计算面积变化 率如下： 其中， Ar为面积变化 率， SN+1和SN表示相邻两帧火焰区域的面积大小。 6.根据权利要求4所述的一种基于换流站阀厅消防机器人的火焰定位报警系统， 其特 征在于， 所述火焰特 征融合模块包括： 特征向量构建单 元： 用于根据实时场景图像的火焰特 征， 构建多维融合特 征向量； 分类器训练单元： 用于将训练集图像导入预设的支持向量机进行训练， 生成特征分类 器； 以及， 图像分类单元： 用于将场景图像导入所述特征分类器， 得到具有火焰特征的图场景图 像和没有火焰特 征的场景图像。 7.根据权利要求1所述的一种基于换流站阀厅消防机器人的火焰定位报警系统， 其特 征在于， 所述火焰定位模块包括： 全局信息网络单元： 用于根据消防机器人巡检获取的实时场景图象， 确定全局信 息， 并 构建全局信息网络； 图像处理单元： 用于通过预设的Faster  R‑CNN融合所述全局信息网络火焰分类图像进 行处理， 进行火焰标注； 以及， 火焰位置判定单 元： 用于根据火焰标注确定火焰位置， 并输出火焰信息 。 8.根据权利要求7所述的一种基于换流站阀厅消防机器人的火焰定位报警系统， 其特 征在于， 所述火焰定位模块还 包括： 锚点标记单元： 用于在所述实时场景图像的每个像素处生成锚点， 并将锚点作为颜色 引导点； 策略实施单 元： 用于根据所述颜色引导 点， 构建基于系数锚点策略的颜色模型； 掩码确定单元： 用于根据 所述颜色模型， 在 火焰标注时， 生成每个锚点处颜色与火焰颜 色相似度的掩码。 9.根据权利要求8所述的一种基于换流站阀厅消防机器人的火焰定位报警系统， 其特 征在于， 所述颜色模型为： 其中， M(x,y)表示像素(x,y)处生成的火焰掩码， fR(x,y),fG(x,y),fB(x,y)分别表示图权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114663805 A 3