激光夜视仪在森林防火行业中的应用.doc

山东神戎电子股份有限公司神戎系列夜视产品行业应用之森林防火智能分析系统森林火灾具有突发性、随机性、短时间内能造成巨大损失。因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，最重要的原因就是取决于对林火行为的发现是否及时，分析是否准确合理，决策措施是否得当。传统的火灾报警系统一般基于红外传感器和烟雾传感器，也就是探测火灾发生时生成的烟、温度和光等参量，经信号处理、比较、判断后发出火灾报警信号。普通的典型感烟、感温火灾探测报警系统无法迅速采集火灾发出的烟温变化信息，所以难以满足早期探测并预报此类火灾的要求。尽管当今世界的科学在日新月异地向前发展，但是，人类在制服森林火灾上，却依然尚未取得长足的进展。山东神戎电子股份有限公司凭借自身先进的激光夜视和红外热成像仪等夜视技术，以图像采集系统和网络传输系统及显示系统组成的森林防火智能分析系统以数字化、网络化视频监控为基础，开发出了可昼夜连续运行的智能森林防火指挥系统。与一般的网络化视频监控相比，它是一种更高端的视频监控智能化的应用。森林防火智能分析系统能够实现无人值守不间断工作，自动对视频图像信息进行分析判断；及时发现监控区域内的异常烟雾和火灾苗头，以最快、最佳的方式进行告警和提供有用信息；能有效的协助消防人员处理火灾危机，并最大限度的降低误报和漏报现象；同时还可查看现场实时图像，根据直观的画面直接指挥调度救火。一、 功能特点n 最先进的夜视图像采集系统，昼夜连续工作n 视频分析集成于前端，效率及准确率更高n 自动检测识别火线火情，及时预警，实现预防n 智能行为（吸烟、纵火等）分析，及时告警n 具有GPS定位、电子罗盘、激光测距等功能，配合电子地图，将林区地形地貌、监控点信息、分布状态等信息数字化处理，实现地图点与实际目标的一致n 灾后隐火复查n 可设置监控屏蔽区域，提高防控效率n 可配合太阳能电池、无线传输等设备，解决布线困难n 配室外重载无级变速云台n 设备优化防雷设计，电源防雷4000V，通讯信号防雷2000Vn 设备防护等级IP66，高可靠性设计，抗恶劣环境二、 系统构成图1 系统构成双光谱森林防火智能分析系统由前端设备采集分析平台和后端监控中心构成。前端设备采集分析平台采用红外热成像仪+可见光辅助成像+高精度智能云台+网络传输设备，后端监控中心由管理中心服务器+录像服务器+客户端监控软件组成。一旦发现火情即可通过控制中心的系统控制向前端摄像发送控制信号，控制云台及摄像机跟踪目标，控制中心可根据情况，做出分析，向巡逻人员下达指挥命令，同时启动报警录像，并通过短信报警模块将报警信息及时通知给相关人员。1. 前端图像采集推荐设备（1）SHR-LV1000T-FP森林防火专用智能激光夜视仪产品型号SHR-LV1000T-FP作用距离夜间1000米，昼间2000米激光光源1、功率：6W2、波长：810nm3、照度角度：0.522连续变化4、FWHM：3nm5、NA：0.226、发光面：400um7、匀光：MQMM微透镜波导光纤混模技术8、封装：密封充氮9、散热：阵列风冷传导散热激光镜头1、30倍50mm变焦激光摄远镜头2、F值：2.03、透过率：镀多层近红外增透膜，激光耦合效率95%4、预置位：精密电位器电压反馈5、机械：3CAM凸轮传动方式，同轴性高激光电源1、两级电路驱动2、恒压恒流3、1秒缓加电电路，消除浪涌脉冲4、开关控制：外部光敏独立控制成像器件1、1/2靶面红外增强型CCD2、一体化ICR双滤光片日夜切换，无视频暂断，彩色/黑白/自动/外部控制可选3、像素：7525824、分辨率：彩色540线，黑白600线5、照度：0.02lux（彩色）0.0009lux（黑白）6、DNR动态降噪：自动降噪开/关7、细节较正：15级调节8、AGC：打开/关闭，28dB可调节9、电子快门：自动/手动10、白平衡：自动/手动11、背光补偿：打开/关闭，局部区域选择12、信噪比：50dB13、OSD菜单：内置，预留成像镜头1、焦距：15320mm，22倍红外校正高清晰镜头，可见光与激光共焦点2、像面：1/23、F值：3.830004、视场角：251.25、预置位：精密电位器，DC5V，变倍聚焦反馈6、近摄距：3m7、接口：C8、驱动：DC6/12V双电路调节智能同步控制1、同步方式：SSZ智能随动控制2、可独立调节照明器3、数据处理：12位AD数字化处理器4、同步响应：0.1S5、自动微步控制，微步最大精度0.01光轴微调机构1、调节方式：外部MMA微调机构，预留窗口2、机械自锁：内置压簧3、调节精度：0.01度4、匹配：50mm激光镜头5、固定方式：内六角螺丝光敏控制1、控制方式：独立光敏控制电路2、数据处理：30S强光自动判断3、控制接口：4组继电器，可控制激光电源、CCD彩转黑、透雾、AMBF后焦微动4、继电器寿命：2万次有效吸合5、光敏电阻响应：可见光护罩1、材料：精铸铝合金外壳2、结构：一体化双视窗设计3、窗口玻璃：4mm微晶超白光学玻璃，多层AR增透膜，透过率95%4、表面喷涂：PTA三防涂料,抗海水腐蚀5、内置温控器6、接口：航空防水插头云台解码器1、载重：顶载20kg2、角度：水平360，俯仰60，45，30可调节3、速度：水平0.19/S，俯仰0.14/S4、预置位：255个，支持镜头变倍聚焦记忆5、巡航：8条6、解码器：内置7、镜头驱动：3可变8、辅助开关：2组开关量9、控制协议Pelco-P、Pelco-D等多协议，波特率可选功耗重量1、总功耗：80W2、重量（含云台）：25.5kg接口1、控制：标准RS485控制信号接口2、视频：1Vpp，75欧3、电源：AC24V10%，5A，标配AC220V24V电源盒4、接地：1根环境指标1、工作温度：-25+552、储存温度：-40+653、防雷击：接口电路特殊处理，4000V防雷4、防护等级：IP665、湿度：90%6、防盐雾：在PH值6.57.2条件下，连续喷雾48小时表面无变化附加功能1、集成自动报警模块2、自动聚焦3、昼间透雾（2）SHR-VLV700IR-FP森林防火专用侦察定位系统产品型号SHR-VLV700IR-FP监控距离对人1600米对车4000米红外摄像机1、第四代非制冷焦平面阵列探测器2、分辨率324256像素3、光谱范围814m,4、温度灵敏度（NETD）50mK，5、镜头：100mm F1.0GE镜头，视场75.66、电子变倍：27、图像处理，自动增益控制(AGC) 数字图像细节增强(DDE) ，9种伪彩色，带电子瞄准指示器8、PAL复合视频输出可见光摄像机SONY EX-VIEW超低照度一体机，自动彩转黑，有效象素44万，最低照度0.1LUX光学36倍变焦，12倍数字（总432倍），f=3.4122.4mm，F1.6F4.5视场1.7度57.8度激光测距机测程：150m5000m;精度：5m；准测率：98%;距离分辨率：40m；重复频率：6次/min；接收孔径：42mm；激光防护：对1.06m和0.53m波长激光具有防护能力电子罗盘精 度：0.5RMS(70度倾斜角精度) 重复性：0.1RMS 分辩率：0.1 倾 斜：80倾斜角（横滚和俯仰）响应时间：0.1s云台与接口1、一体化云台护罩设计，精铸铝合金外壳2、云台速度：水平020/s，俯仰020/s3、角度：水平360度无限位连续旋转，俯仰90度4、128个预置位，线扫功能5、RS422数据接口、BNC视频2输出显控软件1、可见光摄像机、热像仪参数控制与显示2、云台实时控制与方位角显示3、测距机控制与距离信息显示4、开放全部命令代码，方便用户二次开发显控系统体积重量1、345（高）500（左右）300（前后）2、16.5Kg其他指标1、电源：DC12V电源、DC24V电源6、工作温度：-25+607、储存温度：-40+858、湿度：90%9、冲击150m/s 2 11ms10、防盐雾：在PH值6.5-7.2条件下，连续喷雾48小时2.红外热像仪超温报警功能超温报警功能模块作为前端设备安装在热成像探测器一端，直接利用从热成像仪探测器输出的图像数据进行图像分析。传统智能检测系统采用模拟信号进行A/D解码后的数字信号进行处理，图像质量有损失，影响处理效果。本系统采用的智能检测分析模块与前端设备集成在一起，既能直接利用探测器出来的数据直接处理，大大提高检测准确率，使得误报、漏报率大大降低，同时方便安装调试，只要更换前端探测器，就可以实现对其他热成像仪设备的智能检测分析。（1）由于探测器接收到的红外辐射能量受监控距离和工作环境的影响，被检测目标的温度范围也各不相同，所以为了达到理想的报警效果，可以根据用户的具体使用环境设定被监控目标的温度等级-阈值，即目标与背景的温度差别等级。（2）与云台配合使用，采用预置位检测方式，用户设置多个预置位，并对检测参数设置完成后，设备巡航方式运行；（3）在每个预置点检测设置时，增加了对屏蔽区域的设置，从而避免了不必要的误报，提高检测的灵活性和可靠性。（4）两种方式进行参数调整，一是通过热成像自带菜单，不需要后端管理平台进行调节，方便与不同平台进行兼容；二是通过系统监控管理平台窗口设置。下图是热成像智能检测的流程图，当报警产生时，前端设备会停止转动，扫描暂时中止，停留一段时间，等待监控人员确认，若此时监控人员没有操作，则继续开始扫描。3.前端扩展功能作为与后端GIS管理平台对接的扩展功能，本系统前端设备可以根据需要，配置GPS定位、激光测距机、电子罗盘等模块，也可与GIS空间数据构建林火蔓延分析模型，预测火情发展趋势，实现火点定位功能。4. 视频网络传输采用视频服务器对视频信号及控制信息进行网络传输。视频服务器采用H.264视频压缩技术，压缩比高，且处理非常灵活。支持完整的TCP/IP协议簇，标配10M/100M兼容的以太网端口，支持PPPOE、DHCP协议。可实时每秒25帧的独立硬件压缩，视频压缩采用H.264压缩标准，不仅支持编码率，而且支持变帧率，在设定视频图像质量的同时，也可限定视频图像的压缩码流；支持Full D1(PAL:704*576，NTSC:704*480)、DCIF(PAL:528*384，NTSC:528*320)、2CIF(PAL:704*288，NTSC:704*240)、CIF(PAL