基于随机森林特征选择的视频烟雾检测

利用随机森林算法,提出了一种基于随机森林特征选择的视频烟雾检测方法.首先,提取四种表征烟雾的特征:RGB颜色特征,小波变换高频子图,多尺度局部最大饱和度,多尺度暗通道;其次,根据烟雾图像信息模型利用无烟图片合成烟雾图片并分块得到随机森林训练样本;第三,训练随机森林进行特征选择并通过训练支持向量机得到识别烟雾块和非烟雾块的分类器,并由此得到视频图像帧的疑似烟雾区域;最后通过视频烟雾区域的凸形度和增长率分析,得到烟雾检测的结果。实验结果表明,该方法能够及时的预警烟雾同时降低火灾预警的误报率.     

基于合成图像的Faster R-CNN森林火灾烟雾检测

本文采用合成图像的Faster R-CNN对森林火灾烟雾进行检测,避免了传统视频烟雾检测方法中复杂的人工特征提取过程.合成烟雾图像是将真实或模拟烟雾插入到森林背景中,解决了训练数据缺乏的问题.将真实合成烟雾和模拟合成烟雾分别训练后的模型放在由真实火焰烟雾图像组成的数据集中测试,测试结果表明,模拟烟雾是更好的选择,模型对薄烟不敏感.通过改进森林火灾烟雾图像的合成过程或者将这个解决方案扩展到视频序列中,可以进一步提高它的性能.     

森林背景下基于自适应区域生长法的烟雾检测

森林背景下,有效的烟雾检测在避免大规模森林火灾方面具有极其重要的意义。当前的研究对烟雾移动得很慢或没有清晰背景的情况下往往表现较差的性能,提出一种针对烟雾检测的自适应区域生长法。采用改进的卡尔曼滤波检测出运动区域,假设烟雾的亮度与视频照度之间存在线性关系,采用支持向量机（support vector ma-chine,SVM）线性回归方法得到烟雾亮度的近似范围,并定义亮度约束,基于检测得到的运动区域,同时考虑亮度约束和纹理约束,蔓延出烟雾区域的主要部分,提取基于区域的特征来做 SVM分类。对比实验结果表明,该方法优于传统的方法,并具有更强的鲁棒性。     

基于视频的林火烟雾识别方法

森林火灾是威胁全球森林面积的一大重要因素,而烟雾作为森林火灾早期的一种显著现象,应当作为森林防火监测的首选目标。该文针对绕固定轴作周期性转动的摄像机拍摄的视频,构建林火监测与识别系统。系统包括视频帧定位、前景提取、烟雾判定、背景更新等模块。提出了一种基于背景帧序列分段模板匹配的视频帧定位算法,可以实现视频帧在全景背景中的快速准确定位。在前景提取和烟雾判定等模块中优化并融合了多种现有的图像处理方法,取得了良好的效果。整个系统可以实时运行,并可以在较长时间内保持稳定状态。     

燃烧室—喷管工作频率计算方法的研究

烟雾机是森林病虫害防治中的主要设备之一，燃烧室－－喷管是烟雾机的主要部分，笔者对燃烧室－－喷管工作的理论计算方法进行细致的分析与推导，并结合实际进行了试验验证。     

基于图像识别算法的森林防火系统设计

传统的森林火灾监测技术包括人工护林监测、飞机航测、卫星监测等。本文提出一种基于普通CCD摄像头和瞭望塔上现有的短波无线通信设备的森林防火监测系统,根据实时图像与参考图像的差分及小波分解结果,当有异常情况发生时,提取出火焰及烟雾区域,判断提取区域是否具有烟雾和火焰的动态特征。若判定发生火灾,即将压缩后的图像通过短波通信设备传回指挥中心。     

便携式林用机械——烟雾机

<正>烟雾机是森林病虫害防治尤其是南方马尾松毛虫防治的有效机具。它是一种以脉冲式喷气发动机为动力的便携式林用机械,工效高、成本低、应用广,它克服了常规化学防治机具用水量与用药量大的缺陷。     

国际资讯

<正>01加拿大面临史上最严重森林火情加拿大跨部门林火中心最新数据显示,今年以来加拿大已发生3000多起森林火灾,过火面积达到8万多平方公里,创有统计记录以来的最高水平。中心数据显示,加拿大全国目前仍有500多处火场正在燃烧,其中近半数处于失控状态。据加气象部门监测,6月上旬野火产生的烟雾一度覆盖北美大陆从中部一直到大西洋沿岸的大片区域,渥太华、多伦多、蒙特利尔等都市区,乃至美国纽约、芝加哥等城市的空气质量都急剧恶化,     

基于视频流的林火烟雾运动目标检测方法的研究

运动目标检测是实现视频图像分类与识别的前提.烟雾是森林火灾发生早期的显著特点和视觉现象,通过对林火烟雾图像的特征分析,研究了几种常用的运动目标检测方法,即帧间差分法、背景估计法等,分析了其实现过程,对比了它们的优缺点,并寻求最佳的视频林火烟雾运动目标检测方法.实验结果表明:改进的背景估计法结合色彩判断准则的方法不仅具有更好的烟雾捕捉能力,而且抗干扰能力强,将大大减轻后续图像识别的压力.     

3DY-8A型烟雾机试用简介

<正>3DY-8A型烟雾机是近年生产试用的植保机械。我区于1990年开始用于森林病虫害防治工作,当年防治马尾松毛虫越冬代634ha,使用的药剂是合肥产5％速灭灵氰戊菊酯兑70~#柴油,混合比为1∶9;药量为药油混合剂1.5kg/ha,3～4台烟雾机同时使用,每台相距10～15m。利用晴天早晚和阴天防治,一般每台2～3人,每天可防治20ha。     

基于颜色增强变换和MSER检测的烟雾检测算法

在远距离烟雾视频监控中,当烟雾区域小或运动缓慢时,烟雾检测变得非常困难,为了解决这一问题,提出了一种基于烟雾增强颜色变换和MSER（maximally stable extremal regions）检测的烟雾检测算法.首先提出了一种新型烟雾增强颜色变换,可使变换后图像中烟雾区域更加突出,便于后续的分割;其次在变换图像上检测MSER区域,分割出烟雾区域,避免了基于颜色信息或运动信息等传统方法难以准确分割烟雾的缺点;最后针对烟雾的特点,提出了烟雾的静态和动态判据,并以通过静态和动态判据的次数判定是否为烟雾,并进行报警.实验结果表明,该算法可在远距离烟雾视频监控中准确地检测出烟雾区域,具有较高的可靠性.      

基于卷积神经网络的烟雾检测

针对已提出的很多烟雾检测方法中都是基于手工制作的特征或者使用原始图片直接作为神经网络的输入,减少了深度学习的鲁棒性。为解决这些问题,提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的烟雾检测方法。使用图片归一化方式消除光照的影响,利用烟雾颜色检测烟雾候选区域,CNN自动提取烟雾候选区域的特征,进行烟雾识别,根据分类结果得到报警信号。针对烟雾产生初期烟雾区域相对较小的问题,利用扩大候选区域的策略提高烟雾检测的及时性。由于训练数据少或不平衡引起的过度拟合,使用数据增强技术从原始数据集生成更多训练样本解决该问题。实验结果表明,该方法能有效地检测烟雾,且具有更高的准确率和更好的鲁棒性。     

自由场景下烟雾动态追踪的实时仿真

针对烟雾在自由场景下跟随物体的运动形态刻画困难的问题,本文提出一种动态追踪方法。首先,针对追踪烟雾因空气阻力产生运动态势变化问题,建立空气阻力模型,实现自然逼真的烟雾运动;其次,构建自适应网格场,引入边界盒子覆盖网格区域,实时捕捉物体中心与自适应网格场中心在可接受偏差内转换,实现烟雾的位置追踪;再次,采用旋转矢量法,通过影响热浮力方向向量有效解决烟雾方向偏转;然后,利用有限差分法快速求解N-S方程,对流项采用Mac Cormack方法实现无插值,减少数值耗散,提高实时性;最后,架设多种烟雾动态追踪实例。实验表明,本文方法能够真实实时模拟出烟雾动态追踪运动物体的自然逼真效果。     

可变风场中多烟雾融合实时绘制算法的改进

多烟雾融合的实时仿真非常具有挑战性与实用性,针对不同烟雾融合时的边界过渡不自然的问题,提出一种改进的多烟雾融合实时绘制算法。首先,为了准确描述可变风场中多烟雾融合过程,通过刻画小尺度可变风场,并将描述风力的时变函数加入N-S方程的外力项,从而实现可变风场中多烟雾的融合;然后,为改善不同烟雾融合时的边界过渡不自然的问题,引入错切变形法对传统的烟雾融合绘制算法进行改进,利用空间数据结构加快空区域的跳跃速度,减少相邻颜色间空区域的间隔,保证相邻颜色之间的平滑过渡;另外,为了丰富多烟雾融合时的形态空间,引入AABB包围盒技术实现多烟雾融合区域的网格划分,增加多烟雾融合空间的表现形态,有效地减少网格模型对多烟雾融合形态空间的限制。设计并实现多组烟雾融合的对比实验,结果表明,本文方法能够使烟雾融合的边界更加平滑自然,有效提升多烟雾融合的速率的同时仍可保证实时性。     

融合独立分量分析和视觉显著性的烟雾分割检测算法

在烟雾前景分离中,针对传统高斯混合模型分离的前景仍存在大量噪声点的问题,将独立分量分析(ICA)应用于分离烟雾前景,对传统烟雾前景分离算法进行改进。算法通过ICA消除烟雾前景和背景间的二阶和高阶相关,降低非烟雾成分的干扰;并通过基于图的视觉显著性(GBVS)来缩减预判的烟雾前景区域,得到较为纯净的烟雾区域。实验结果表明,与基于混合高斯模型的烟雾检测算法相比,该算法提取的烟雾区域小而集中,主观视觉评价以及客观指标均显示算法的识别效果更优。     

不同属性烟雾融合过程可视化建模与实时绘制

为了快速精准绘制真实世界中各种各样的多烟雾融合现象,提出一种基于欧拉法的实时有效的烟雾融合模型。首先,提出域划分算法,从结构层解决了多烟雾自由随机运动的描述问题;其次,利用GPU的并行能力大幅提高了N-S方程求解速度,获得多达7种不同属性烟雾融合过程的实时绘制;再次,实现Ray-casting(光线投射)算法,清晰地表现出烟雾融合的扩散细节;最后,调节温度、速度、扩散系数和浓度等烟雾运动影响因子,灵活控制烟雾融合过程。实验表明,所做工作能够快速真实地模拟不同属性烟雾的融合。     

基于粒子系统的实时烟雾仿真

 通过对烟雾力场的分析研究,将局部力场和动态力场相结合,用四边形面片代替粒子,采用与纹理结合的方法,让粒子以一定的角速度自转,模拟了烟雾的漩涡、烟雾与障碍物碰撞等场景。实验表明,该方法达到实时性要求,帧率不低于28。     

山火肆虐原因何在?

正3月30日,四川省西昌市突发森林大火,宁南县森林草原防灭火专业扑火队员紧急奔赴现场救援。21名消防队员和一名当地向导在救火途中突遇风向大变,火借风势,一行人被熊熊烈火团团围困,只有3人幸存,19人不幸遇难。此次森林火灾与2019年凉山木里森林火灾仅相隔一年,2019年火灾致27名消防员和4名地方干部群众共31人牺牲。同一季节,同是凉山,悲剧重演,令人无比痛心。最初是山头上扭曲的热浪,大量火红的烟雾伴随着强劲的南风     

运输类飞机货舱烟雾扩散数值模拟研究杨建忠,魏益祥,杨士斌,陈希远

本研究参考美国联邦航空管理局(FAA)所做货舱烟雾扩散实验,使用技术成熟且功能强大的计算流体力学(CFD)技术,建立了货舱烟雾扩散模型,对温度场和燃烧生成物包括CO,CO₂,SMOKE(烟灰)进行数值模拟,具体表现为：使用三维软件建立了货舱几何模型并用前处理软件进行了网格划分;完成了数学模型;对火源编写了源项用户自定义函数(UDF)加入FLUENT。确定了仿真与实验的对比指标,对相应云图进行了分析,并将模拟结果与FAA所做货舱烟雾扩散实验结果进行比对。比对通过后,得到了经过实验验证的CFD模型。为下一步对货舱烟雾探测系统进行数值模拟,进而协助烟雾探测系统适航审定做好了准备。     

飞机货舱烟雾探测系统功能试验中烟雾量大小研究

根据中国民用航空规章第25部《运输类飞机适航标准》(CCAR-25-R3)相关条款的要求,烟雾探测系统必须在起火后1 min内,向飞行机组给出目视指示。然而条款中未明确给出烟雾探测系统试验中所用烟雾量的大小。如何科学、合理的确定烟雾探测试验中烟雾量的大小是烟雾探测系统合格审定试飞的关键。通过搜集资料,梳理了国外对于发烟材料以及烟雾量大小的研究方法;通过借鉴空客公司烟雾探测试验烟雾量大小的确定方法,在实验室中对某型货舱烟雾探测系统功能试验中的烟雾量大小进行了研究,为该货舱烟雾探测系统功能飞行试验铺平了道路。