专利名称:用于火焰图像获取设备的机箱以及火焰图像获取设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及火灾检测领域，具体涉及一种能够将同一镜头获取的光学图像同时提
供给不同的图像采集装置并且图像采集装置可更换的火焰图像获取设备和用于该火焰图 像获取设备的机箱。
背景技术：
随着经济的飞速发展，各种高层的建筑群体不断涌现。在高层建筑中，人口密集、
财产集中，其消防安全问题就凸现出来。传统的火灾检测技术主要有感温、感烟、感光及复
合型等模式。这些技术不仅在灵敏度和可靠性方面有待提高，而且不能对火灾最初的信号
做出反应。因此，近年来积极研究图像型火灾检测技术，该技术可在多粉尘、高湿度的室内
环境中使用，对火灾初始信号具有很高的灵敏度，具有很好的应用前景。
美国专利申请US 2008/0136934A1公开了一种火焰检测的方法和设备，公开号为
CN 101315667A的中国专利申请公开了一种室外早期火灾多种特征综合识别方法，公开号
为CN 101316371A的中国专利申请公开了一种火焰方法及装置。但上述这些设备和方法中
的图像型火焰检测的视频获取是通过普通的摄像头实现的，所获取的视频内容是整个监控
场景的内容。因此智能图像处理单元需要对获取的整个监控场景内容进行分析。当监控场
景中存在自然光、日光灯、地面反光等可见光时，由于智能图像处理很难将这些可见光与火
焰区分开，这就增加了智能图像处理的难度，影响了火焰检测的准确性、可靠性。
公告号为CN201111680Y的中国实用新型专利公开了一种具有干扰光过滤机构的
视频火焰识别装置，其中在摄像头前方设置了干扰光过滤机构，使得摄像头所采集到的图
像是滤除了部分波长的光的图像，因此该装置无法采集现场的真实再现图像，无法输出包
含火焰周围情况的现场图像，不利于后期进行防误报警处理以及以后的现场分析。美国专
利申请US2005/0012626A1公开了一种类似的火焰检测方法。公开号为CN1432798A的中国
专利申请也公开了 一种火焰探测装置，它利用光衰减滤光器来衰减火焰发射的波长在可见
光到近红外波段之间的光，并且由成像器拍摄经衰减入射到其上的光的图像。
上述方法和装置都考虑了利用滤光器滤除可能造成误报或漏报的干扰光，但是它
们都没有考虑到获取现场火焰周边的真实图像，从而可能造成信息遗漏或者无法通过进一
步分析防止误报。
公开号为CN101105886A的中国专利申请公开了一种双波段图象识别火灾探测报 警系统及其监控方法。该系统包括双波段图像探测器，该双波段图像探测器包括一对并 列排布的CCD摄像装置，其中一个CCD摄像装置前安装红外滤光片，形成红外图像和彩色 图像两种不同波段的视频信号。按照该技术方案，火灾报警的准确度得到了提高。但是， CN101105886A中公开的火灾探测报警系统在应用时必须要对镜头进行红外区校正，要以明 火为参照物调整镜头位置使得彩色视频和红外视频图像清晰。此外，该系统不能在显示彩 色图像的同时，标示出疑似为火焰的区域，以提示操作人员注意并进行人工判断。此外，虽 然使用了红外通道，但是仍然需要对红外通道和彩色通道两个通道的图像进行分析处理，然后比对出位置重叠的可疑区域，以此提高报警准确度，结果造成数据处理量不降反增，增 加了处理时间和计算复杂度，导致系统成本升高。此外，由于两个CCD摄像装置所采集的图 像并非完全一致并且不能根据情况更换摄像装置，因此应用成本较高，而且校正的操作困 难。
综上所述，目前迫切需要一种能够将同一镜头获取的光学图像同时提供给不同的 图像采集装置并且能够利用多个可更换的不同图像采集装置的特性针对相同的场景图像 进行不同处理的火焰图像获取设备。
有鉴于此，本发明的主要目的在于在改善火焰检测的准确度并且降低误报和漏报 率的同时，能够将同一镜头获取的光学图像同时提供给不同的图像采集装置并且能够利用 多个可更换的不同图像采集装置的特性针对相同的场景图像进行不同处理，以提高火焰检 测性能。
为了实现这一目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种用于火焰图像获取设 备的机箱，包括基板；镜头；和分光单元，与所述镜头相耦合并且安装在所述基板上，用于 将进入所述镜头的光分为两路或更多路，所述分光单元具有两个或多个输出端口 ，每个输 出端口输出一路光，所述输出端口用于与图像采集装置的自身镜头不漏光地严密对接。 按照本发明的第二个方面，还提供了一种火焰图像获取设备，包括基板；镜头； 分光单元，与所述镜头相耦合并且安装在所述基板上，用于将进入所述镜头的光分为两路 或更多路，所述分光单元具有两个或多个输出端口 ，每个输出端口输出一路光；和两个或更 多个不同的图像采集装置，可拆卸地安放在所述基板上，各个所述图像采集装置的自身镜 头可拆卸地与分光单元的输出端口之一不漏光地严密对接。
图1示出了按照本发明的用于火焰图像获取设备的机箱的示意图；
图2示出了按照本发明的火焰图像获取设备的顶视图；禾口
图3示出了按照本发明的火焰图像获取设备中的镜头和分光单元的内部结构的 简化示意图。
具体实施方式
下面将参照附图进一步详细介绍本发明的实施方式。但是下面参照附图给出的详 细介绍仅仅是示范性的，并不是限定性的，本发明并不局限于下文给出的具体实施方式
。 图1示出了按照本发明的用于火焰图像获取设备1的机箱的示意图。如图1所 示，按照本发明的用于火焰图像获取设备1的机箱包括基板17、镜头10、分光单元11、图 像处理单元13，此外，根据需要，该火焰图像获取设备1还包括顶板15、侧板16和18。如 图1所示，镜头10安装在分光单元11上，分光单元11将进入镜头10的光分光为相同的两 路，分别从分光单元ll的输出端口 12a和12b输出。图像处理单元13具有两个输入端，分 别用于接收来自不同图像采集装置的输出信号，并且图像处理单元13具有输出端14。分 光单元11和图像处理单元13固定在基板17上，它们之间间隔开一定的距离，以供安放图
发明内容
5像采集装置。按照本发明，可以在分光单元11与图像处理单元13之间安放两个不同的图 像采集装置。例如，可以安放一个全光谱摄像机和一个特定光谱摄像机。如图l所示，分光 单元11将进入镜头10的光分为两路，然而，根据应用的实际情况，可以将分光单元11设置 为能够将进入镜头10的光分为三路或更多路。这样，分光单元11与图像处理单元13之间 就可以安装三个或更多个不同的图像采集装置，而且图像处理单元13也可以相应地具有 三个或更多个输入端。当然，根据需要，图像处理单元13也可以具有多个输出端，分别用于 输出不同的信号。此外，基板17上还设置有用于固定多个图像采集装置的固定器具(未示 出)，例如夹具、固定螺钉等，从而使得图像采集装置可拆卸地安装在基板17上。再有，虽然 图中未示出，用于火焰图像获取设备1的机箱还包括为图像处理单元13和多个图像采集装 置供电的电源接口。这些供电接口可以设置在基板17上，并且可以在基板17上形成印刷 电路来为这些电源接口供电，而印刷电路的电源是通过导线从外部引入的直流电源。此外， 这些供电接口也可以通过与它们连接的穿过顶板15或侧板16或18上的通孔的导线而不 固定地放置在用于火焰图像获取设备1的机箱内，就象常规电气设备中所采用的电源接口 那样，例如计算机主机中使用的电源接口。当然在基板17上还可以设置有变压器，从而将 从外部引入的交流电源转换为直流电源。此外，也可以采用电池为火焰图像获取设备1供 电，供电电池可以设置在基板17上，也可以设置在侧板、顶板上，或者设置在火焰图像获取 设备1外部。
在使用时，根据应用要求将不同的图像采集装置固定在基板17上，使它们处于分 光单元11与图像处理单元13之间，并且使各个图像采集装置自身的镜头分别与分光单元 11的输出端口 12a和12b不漏光地严密对接。为了不漏光地严密对接，输出端口 12a和12b 的内径可以等于图像采集装置自身镜头的外径，使得图像采集装置自身镜头能够插入到输 出端口 12a和12b内。此外或另外，可以使用不透光的套管将输出端口与图像采集装置的 自身镜头对接着包裹起来。优选地，所述套管具有弹性。或者输出端口 12a和12b上带有 具有内螺纹的套筒，图像采集装置的自身镜头上带有外螺纹，从而可以借助螺纹啮合实现 输出端口与图像采集装置自身镜头的不漏光严密连接。将输出端口 12a和12b与图像采集 装置的自身镜头不漏光地严密对接可以采用多种多样的技术，这些技术对于本领域技术人 员是公知的。
在使用时，在将图像采集装置固定在基板17上并且使图像采集装置的自身镜头 与分光单元ll的输出端口 12a和12b严密对接后，可以通过连接线将图像采集装置的输出 端与图像处理单元的输入端连接起来。
图2示出了按照本发明的火焰图像获取设备1的顶视图。如图2所示，图像采集 装置19和20安装在分光单元11和图像处理单元13之间并且图像采集装置19和20的自 身镜头分别与分光单元11的输出端口 12a和12b不漏光地严密对接，并且图像采集装置19 和20的输出端分别与图像处理单元13的输入端之一连接(未示出)。 图3示出了按照本发明的火焰图像获取设备1中的镜头IO和分光单元11的内部 结构的简化示意图。如图3所示，分光单元11包括分光器110。分光器110将从镜头IO进 入的光分光为两路，一路送往输出端口 12a，另一路送往12b。当然，除了分光器110之外， 分光单元11还包括其它的构成从分光器110到输出端口 12a和12b之间的光路的光学器 件。此外，分光单元11可以仅仅包括单独一个分光器，从而将从镜头io进入的光分成两
6路，也可以包括由一组分光器组成的分光器组，从而将从镜头IO进入的光分为更多路。这
样，可以将从单独一个镜头io进入的光分成至少两路，以分别提供给至少两个不同的图像
采集装置。
按照本发明，图像采集装置19和20可以分别是全光谱摄像机和特定光谱摄像机。 全光谱摄像机是指不对入射光进行滤光的摄像机。特定光谱摄像机是指对入射光进行滤 光，从而仅对特定光谱范围内的光进行成像的摄像机。例如，全光谱摄像机是常规摄像机， 而特定光谱摄像机是加装了滤光片的摄像机。当然，图像采集装置19和20也可以是在其 它任何成像性能方面存在区别的图像采集装置。
按照本发明，根据需要，火焰图像获取设备1可以包括可以拆卸的顶板15、侧板16 和18。在应用中，可以根据实际需要在所述火焰图像设备1的基板17上安装不同的图像采 集装置，而且，可以根据环境的变化，拆开顶板15、侧板16和18，更换符合环境要求的图像 采集装置。
图像处理单元13用于对来自不同的图像采集装置19和20的图像信号进行不同 的处理。例如，当图像采集装置19是滤除自然光、日光灯光、地面反光等干扰的特定光谱摄 像机且图像采集装置20是全光谱摄像机时，图像处理单元13可以从图像采集装置19输出 的图像信号中直接检测出火焰区域，并且根据检测出的火焰区域从图像采集装置20输出 的全光谱图像信号中确定出火焰区域并且加以标注，并输出带有标注标记的全光谱图像信 号。图像处理单元13可以如上所述那样对不同的图像采集装置19和20输出的图像信号 进行不同的处理并且输出综合结果，也可以分别对不同的图像采集装置19和20输出的图 像信号进行不同的处理并且分别输出所述不同的处理结果。当然，在后一种情况下，图像处 理单元13具有多个与不同处理结果相对应的输出端。例如，图像处理单元13可以从图像 采集装置19输出的图像信号中直接检测出火焰区域，随后对检测出的火焰区域进行进一 步分析以确定其确实为火焰区域，然后通过相应的输出端发出告警信号，来驱动相连的外 部告警联动设备；同时，图像处理单元13在从图像采集装置20输出的全光谱图像信号中标 注出经过确定的火焰区域并且通过另一输出端输出带有标注标记的全光谱图像信号，以供 显示器显示。上述例举的功能可以由本领域技术人员采用常规技术手段来实现。 按照本发明的火焰图像获取设备对于应用场合和环境具有非常高的适应度，通过 根据应用情形更换图像采集装置，能够适应多种多样的环境。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，应当 理解，本发明并不限于这里所描述的实现方案，这些实现方案描述的目的在于帮助本领域
中的技术人员实践本发明。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围 的情况下进行进一步的改进和完善，因此本发明只受到本发明权利要求
的内容和范围的限 制，其意图涵盖所有包括在由所附权利要求
所限定的本发明精神和范围内的备选方案和等 同方案。
权利要求
一种用于火焰图像获取设备的机箱，包括基板；镜头；和分光单元，与所述镜头相耦合并且安装在所述基板上，用于将进入所述镜头的光分为两路或更多路，所述分光单元具有两个或多个输出端口，每个输出端口输出一路光，所述输出端口用于与图像采集装置的自身镜头不漏光地严密对接。
2. 按照权利要求
1所述的用于火焰图像获取设备的机箱，此外还包括 图像处理单元，安装在所述基板上并且具有两个或更多个输入端，用于接收两个或更多个图像采集装置输出的图像信号并且分别对这些图像信号进行不同的处理。
3. 按照权利要求
2所述的用于火焰图像获取设备的机箱，其中，在所述基板上，介于所 述分光单元与所述图像处理单元之间，设置有用于固定两个或更多个图像采集装置的固定 器具。
4. 按照权利要求
1所述的用于火焰图像获取设备的机箱，此外还包括顶板和侧板，分 别用于覆盖所述用于火焰图像获取设备的机箱的顶面和侧面。
5. 按照权利要求
1所述的用于火焰图像获取设备的机箱，其中所述分光单元包括分光 器或分光器组。
6. 按照权利要求
2所述的用于火焰图像获取设备的机箱，此外还包括用于为图像处理 单元和两个或更多个图像采集装置供电的电源接口。
7. —种火焰图像获取设备，包括 基板；镜头；分光单元，与所述镜头相耦合并且安装在所述基板上，用于将进入所述镜头的光分为 两路或更多路，所述分光单元具有两个或多个输出端口 ，每个输出端口输出一路光；禾口两个或更多个不同的图像采集装置，可拆卸地安放在所述基板上，各个所述图像采集 装置的自身镜头可拆卸地与分光单元的输出端口之一不漏光地严密对接。
8. 按照权利要求
7所述的火焰图像获取设备，此外还包括图像处理单元，安装在所述基板上并且具有两个或更多个输入端，用于接收所述两个 或更多个不同的图像采集装置输出的两路或更多路图像信号并且分别对这些图像信号进 行不同的处理；。
9. 按照权利要求
7所述的火焰图像获取设备，其中，所述两个或更多个不同的图像采 集装置包括全光谱摄像机和特定光谱摄像机。
10. 按照权利要求
8所述的火焰图像获取设备，其中，在所述基板上，介于所述分光单 元与所述图像处理单元之间，设置有用于所述固定两个或更多个不同的图像采集装置的固 定器具。
11. 按照权利要求
7所述的火焰图像获取设备，此外还包括顶板和侧板，分别用于覆盖 所述火焰图像获取设备的顶面和侧面。
12. 按照权利要求
7所述的火焰图像获取设备，其中所述分光单元包括分光器或分光 器组。
13. 按照权利要求
8所述的火焰图像获取设备，此外还包括用于为图像处理单元和两水或更多个图像采集装置供电的电源接口
专利摘要
本发明提供了一种用于火焰图像获取设备的机箱以及火焰图像获取设备，包括基板；镜头；分光单元，与所述镜头相耦合并且安装在所述基板上，用于将进入所述镜头的光分为两路或更多路，所述分光单元具有两个或多个输出端口，每个输出端口输出一路光；和两个或更多个不同的图像采集装置，可拆卸地安放在所述基板上，各个所述图像采集装置的自身镜头可拆卸地与分光单元的输出端口之一不漏光地严密对接。
文档编号H04N5/225GKCN101764928SQ200910089917
公开日2010年6月30日 申请日期2009年7月28日
发明者于君, 杨达, 王占宁, 班华忠 申请人:北京智安邦科技有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan