基于机器视觉的充电桩自动灭火系统及方法与流程

本发明涉及机器视觉应用领域，尤其涉及一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统及方法。

背景技术：

2020年，新基建提出，充电桩作为新基建七大关键领域中的一大领域被提出来，可以预见，充电桩将会迎来爆发式增长。充电桩整个市场的高速发展，也必然会带来很多安全问题。当出现明火或烟雾等危险场景时，传统的监视手段不能满足及时发现危险及时排除危险的要求，给充电桩领域的迅猛发展带来安全隐患。

技术实现要素：

鉴于现有技术实现方式的不足，本发明提出一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统及方法，通过机器视觉对电动汽车充电的过程进行智能化分析，当出现明火和/或烟雾时，及时通知充电桩切断电源，并及时启动灭火设备灭火，避免火灾的发生，最大限度的保障充电桩充电的安全性。

本发明提出的技术实现方案如下：

一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统，其中，所述系统包括：

充电桩设备，用于给电动汽车充电，并在出现明火和/或烟雾时，自动切断电源。

智能识别设备，用于对充电桩所在区域视频进行智能化分析，当出现明火和/或烟雾时，给充电桩设备和自动灭火设备发送相关信息。

自动灭火设备，根据收到的信息控制灭火设备针对明火和/或烟雾启动灭火功能。

所述的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统，其中，所述充电桩设备，具体包括：

ac-dc电源单元，用于将交流电转换为直流电。

充电控制单元，用于控制充电桩给电动汽车充电的充电电压、充电时间。

计费控制单元，用于电动汽车充电计费。

高压绝缘检测单元，用于监控设备的绝缘程度，保证安全用电。

显示单元，用于显示以及人机交互控制。

断电保护单元，用于在出现危险时切断电源，保护设备安全。

通信单元，用于接收智能识别设备的识别结果信息。

所述的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统，其中，所述智能识别设备，具体包括：

图像采集单元，用于采集充电桩所在区域的视频数据，图像采集单元为3d摄像头。

明火识别单元，用于对采集的视频数据进行智能化分析，识别出视频中是否存在明火。

烟雾识别单元，用于对采集的视频数据进行智能化分析，识别出视频中是否存在烟雾。

位置探测单元，用于探测明火和/或烟雾的位置信息，给自动灭火设备提供信息。

报警判定单元，用于判定是否存在明火和/或烟雾等危险场景出现。

通信单元，用于将识别结果信息及相关信息传送给充电桩设备和自动灭火设备。

存储单元，用于存储图像采集单元采集的视频以及智能化分析结果数据。

所述的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统，其中，所述自动灭火设备，具体包括：

通信单元，用于接收智能识别设备的识别结果及相关信息。

决策单元，用于根据接收到的信息决策是否启动灭火单元进行灭火。

控制单元，用于根据接收到的信息给机械臂执行单元发送控制指令。

机械臂执行单元，用于根据接收到的控制指令操作灭火单元进行灭火。

灭火单元，实际为灭火器，可以被机械臂执行单元移动到指定位置进行灭火操作。

本发明还提出一种基于机器视觉的充电桩自动灭火方法，其中，所述方法包括步骤：

所述充电桩设备给电动汽车充电。

所述智能识别设备对充电桩所在区域视频数据进行智能化分析，当检测到有明火和/或烟雾，给所述充电桩设备以及自动灭火设备发送相关信息。

所述充电桩设备切换电源，进入断电保护状态。

所述自动灭火设备针对明火和/或烟雾启动灭火功能。

所述的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火方法，其中，所述充电桩设备给电动汽车充电，具体包括：

所述充电桩设备的所述ac-dc电源单元将220v交流市电转换成电动汽车充电的直流。

所述充电桩设备的所述充电控制单元根据用户在所述显示单元的输入控制充电桩给电动汽车充电。

所述充电桩设备的所述计费控制单元根据用户充电的电量信息进行计费。

所述的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火方法，其中，所述智能识别设备对充电桩所在区域视频数据进行智能化分析，当检测到有明火和/或烟雾，给所述充电桩设备以及自动灭火设备发送相关信息，具体包括：

所述智能识别设备的所述图像采集单元，采集充电桩所在区域的视频数据，所述图像采集单元为3d摄像头。

所述智能识别设备的所述明火识别单元，对采集的视频数据进行智能化分析，识别出视频中是否存在明火。

所述智能识别设备的所述烟雾识别单元，对采集的视频数据进行智能化分析，识别出视频中是否存在烟雾。

所述智能识别设备的所述位置探测单元，探测明火和/或烟雾的位置信息，给自动灭火设备提供信息。

所述智能识别设备的所述报警判定单元，判定是否存在明火和/或烟雾等危险场景出现。

所述智能识别设备的所述通信单元，将识别结果信息及相关信息传送给充电桩设备和自动灭火设备。

所述的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火方法，其中，所述充电桩设备切换电源，进入断电保护状态，具体包括：

所述充电桩设备的所述通信单元接收到所述智能识别设备发送的所述存在明火和/或烟雾等危险场景的信息。

所述充电桩设备的所述断电保护单元切断电源进入安全保护状态。

所述的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火方法，其中，所述自动灭火设备针对明火和/或烟雾启动灭火功能，具体包括：

所述自动灭火设备的所述通信单元接收所述智能识别设备发送的识别结果信息以及相关信息。

所述自动灭火设备的所述决策单元根据接收到的识别结果进行决策，若存在明火和/或烟雾等危险场景，则启动灭火单元进行灭火，否则，不启动。

所述自动灭火设备的所述控制单元根据接收到的明火和/或烟雾的位置信息给机械臂执行单元发送控制指令。

所述自动灭火设备的所述机械臂执行单元根据所述位置信息调整机械臂的位置，移动所述灭火单元到该位置进行灭火操作。

本发明提出一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统及方法，通过机器视觉对电动汽车充电的过程进行智能化分析，当出现明火和/或烟雾时，及时通知充电桩切断电源，并及时启动灭火设备灭火，避免火灾的发生，最大限度的保障充电桩充电的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构框图。

图2为本发明的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构中充电桩设备的功能结构框图。

图3为本发明的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构中智能识别设备的功能结构框图。

图4为本发明的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构中自动灭火设备的功能结构框图。

图5为本发明的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火方法的最佳实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构框图，如图1所示。具体包括：

充电桩设备100、智能识别设备200、自动灭火设备300。

所述充电桩设备100，给电动汽车充电，并在充电后计费；所述充电桩设备100还用于根据接收到的所述智能识别设备发送的明火和/或烟雾识别结果信息，启动断电保护功能，自动切断电源。

所述智能识别设备200，对充电桩所在区域进行视频采集，并对采集的视频进行智能化分析；所述智能化分析是指对采集的视频进行抽帧，然后对抽帧的图片进行物体检测与分割，识别出图片中是否存在明火和/或烟雾；当存在明火和/或烟雾等危险场景时，给所述充电桩设备100以及所述自动灭火设备300发送相关信息。

所述自动灭火设备300，根据接收到的所述智能识别设备200发送的出现明火和/或烟雾等危险场景的识别结果给出启动灭火功能的决策判定；并根据所述智能识别设别200提供的明火和/或烟雾的位置信息，使用机械臂控制灭火单元移动到所述明火和/或烟雾的位置执行灭火操作。

本发明提出一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构中充电桩设备的功能结构框图，如图2所示。具体包括：

ac-dc电源单元101、充电控制单元102、计费控制单元103、高压绝缘检测单元104、显示单元105、断电保护单元106、通信单元107。

所述充电桩设备100的所述ac-dc电源单元101，用于将交流电转换为直流电；具体的，是将220v交流市电转换为电动汽车的输入直流电。

所述充电桩设备100的所述充电控制单元102，用于控制充电桩给电动汽车充电的充电电压、充电时间。

所述充电桩设备100的所述计费控制单元103，用于电动汽车充电计费；具体为根据电动汽车充电耗费的电量，以及电量单价，计算得到电动汽车充电费用信息。

所述充电桩设备100的所述高压绝缘检测单元104，用于监控设备的绝缘程度，保证安全用电。

所述充电桩设备100的所述显示单元105，用于显示以及人机交互控制；所述显示包括充电桩信息显示以及菜单显示；所述人机交互控制是指通过菜单控制充电桩给电动汽车充电的方式等；所述充电方式包括但不限于：按时长充电、充满停止。

所述充电桩设备100的所述断电保护单元106，用于在出现危险时切断电源，保护设备安全；所述出现危险是指出现明火和/或烟雾等危险场景；所述危险场景的信息是由所述智能识别设备200提供的智能分析结果信息。

所述充电桩设备100的所述通信单元107，用于接收智能识别设备的识别结果信息；所述识别结果信息是指是否存在明火和/或烟雾等危险场景。

本发明提出一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构中智能识别设备的功能结构框图，如图3所示。具体包括：

图像采集单元201、明火识别单元202、烟雾识别单元203、位置探测单元204、报警判定单元205、通信单元206、存储单元207。

所述智能识别设备200的所述图像采集单元201，采集充电桩所在区域的视频数据；所述图像采集单元201为3d摄像头，除了采集视频图像信息，还用于采集空间距离信息；所述充电桩区域是指充电桩所在的位置以及在该充电桩充电的的电动汽车所在的位置区域范围；所述视频数据在实际应用中的编码类型包括但不限于：h.264、h.265、svac；所述图像采集单元201采集的视频数据经过抽帧得到图片数据；所述抽帧的过程实际为解码后再次进行编码的过程；所述图片的编码格式包括但不限于：bmp、jpeg、jpeg2000。

所述智能识别设备200的所述明火识别单元202，对采集的视频数据进行智能化分析；所述智能化分析是指所述明火识别单元202对所述抽帧得到的图片进行物体检测与分割，并识别所述图片中是否存在明火；所述明火识别单元202的机器视觉算法模型基于深度学习的卷积神经网络。

所述智能识别设备200的所述烟雾识别单元203，对采集的视频数据进行智能化分析；所述智能化分析是指所述烟雾识别单元203对所述抽帧得到的图片进行物体检测与分割，并识别所述图片中是否存在烟雾；所述烟雾识别单元203的机器视觉算法模型基于深度学习的卷积神经网络。

所述智能识别设备200的所述位置探测单元204，探测明火和/或烟雾的位置信息，给自动灭火设备提供信息；所述位置信息由3d摄像头基于明火识别和/或烟雾识别的结果信息，给出明火和/或烟雾的位置信息；所述位置信息是指距离3d摄像头的位置信息。

所述智能识别设备200的所述报警判定单元205，判定是否存在明火和/或烟雾等危险场景出现；所述报警判定单元205根据所述明火识别单元202以及烟雾识别单元203的识别结果信息，判定是否存在明火和/或烟雾等危险场景，若存在，则给所述充电桩设备100以及自动灭火设备300发送危险场景信息及相关位置信息。

所述智能识别设备200的所述通信单元206，将识别结果信息及相关信息传送给充电桩设备和自动灭火设备；所述识别结果信息是指是否存在明火和/或烟雾等危险场景信息；所述相关信息是指明火和/或烟雾的位置信息以及明火和/或烟雾的区域大小信息。

所述智能识别设备200的所述存储单元207，存储图像采集单元采集的视频以及智能化分析结果数据。

本发明提出本发明的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构中自动灭火设备的功能结构框图，如图4所示。具体包括：

通信单元301、决策单元302、控制单元303、机械臂执行单元304、灭火单元305。

所述自动灭火设备300的所述通信单元301，用于接收智能识别设备的识别结果及相关信息；所述识别结果信息是指是否存在明火和/或烟雾等危险场景信息；所述相关信息是指明火和/或烟雾的位置信息以及明火和/或烟雾的区域大小信息。

所述自动灭火设备300的所述决策单元302，用于根据接收到的信息决策是否启动灭火单元进行灭火；所述决策的依据是根据接收到的识别结果信息，当识别结果信息为存在明火和/或烟雾等危险场景时，决策结果为启动灭火单元进行灭火，当识别结果信息为不存在明火和烟雾等危险场景时，决策结果为不启动灭火单元进行灭火。

所述自动灭火设备300的所述控制单元303，用于根据接收到的信息给机械臂执行单元304发送控制指令；所述接收到的信息包括：明火和/或烟雾的位置信息以及明火和/或烟雾的区域大小信息；所述控制单元303会将位置信息转换为机械臂执行单元304能够识别和执行的位置信息，作为所述机械臂执行单元304移动位置的控制指令。

所述自动灭火设备300的所述机械臂执行单元304，用于根据接收到的控制指令操作灭火单元进行灭火；所述机械臂执行单元304根据所述控制单元303发送的控制指令将所述灭火单元305移动到指定位置执行灭火操作。

所述自动灭火设备300的所述灭火单元305，实际为灭火器，可以被机械臂执行单元移动到指定位置进行灭火操作。

本发明提出本发明的一种基于机器视觉的充电桩自动灭火方法的最佳实施例的流程图，如图5所示。具体步骤包括：

步骤s100：所述充电桩设备100给电动汽车充电。

所述充电桩设备100的所述ac-dc电源单元101将220v交流市电转换成电动汽车充电的直流。

所述充电桩设备100的所述充电控制单元102根据用户在所述显示单元的输入控制充电桩给电动汽车充电。

所述充电桩设备100的所述计费控制单元103根据用户充电的电量信息进行计费。

所述充电桩设备100的所述ac-dc电源单元101、充电控制单元102、计费控制单元103在图2一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构中充电桩设备的功能结构框图部分已经有详细描述，在此，不再赘述。

步骤s200：所述智能识别设备200对充电桩100所在区域视频数据进行智能化分析，当检测到有明火和/或烟雾，给所述充电桩设备100以及自动灭火设备300发送相关信息。

所述智能识别设备200的所述图像采集单元201，采集充电桩所在区域的视频数据，所述图像采集单元为3d摄像头。

所述智能识别设备200的所述明火识别单元202，对采集的视频数据进行智能化分析，识别出视频中是否存在明火。

所述智能识别设备200的所述烟雾识别单元203，对采集的视频数据进行智能化分析，识别出视频中是否存在烟雾。

所述智能识别设备200的所述位置探测单元204，探测明火和/或烟雾的位置信息，给自动灭火设备提供信息。

所述智能识别设备200的所述报警判定单元205，判定是否存在明火和/或烟雾等危险场景出现。

所述智能识别设备200的所述通信单元206，将识别结果信息及相关信息传送给充电桩设备和自动灭火设备。

所述智能识别设备200的所述图像采集单元201、明火识别单元202、烟雾识别单元203、位置探测单元204、报警判定单元205、通信单元206在图3一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构中智能识别设备的功能结构框图部分已经有详细描述，在此，不再赘述。

步骤s300：所述充电桩设备100切换电源，进入断电保护状态。

所述充电桩设备100的所述通信单元107接收到所述智能识别设备发送的所述存在明火和/或烟雾等危险场景的信息。

所述充电桩设备100的所述断电保护单元106切断电源进入安全保护状态。

所述充电桩设备100的所述断电保护单元106、通信单元107在图2一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构中充电桩设备的功能结构框图部分已经有详细描述，在此，不再赘述。

步骤s400：所述自动灭火设备300针对明火和/或烟雾启动灭火功能。

所述自动灭火设备300的所述通信单元301接收所述智能识别设备发送的识别结果信息以及相关信息。

所述自动灭火设备300的所述决策单元302根据接收到的识别结果进行决策，若存在明火和/或烟雾等危险场景，则启动灭火单元进行灭火，否则，不启动。

所述自动灭火设备300的所述控制单元303根据接收到的明火和/或烟雾的位置信息给机械臂执行单元发送控制指令。

所述自动灭火设备300的所述机械臂执行单元304根据所述位置信息调整机械臂的位置，移动所述灭火单元到该位置进行灭火操作。

所述自动灭火设备300的所述通信单元301、决策单元302、控制单元303、机械臂执行单元304在图4一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统的系统架构中自动灭火设备的功能结构框图部分已经有详细描述，在此，不再赘述。

本发明提出一种基于机器视觉的充电桩自动灭火系统及方法，通过机器视觉对电动汽车充电的过程进行智能化分析，当出现明火和/或烟雾时，及时通知充电桩切断电源，并及时启动灭火设备灭火，避免火灾的发生，最大限度的保障充电桩充电的安全性。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的实施例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。