嵌入式森林火灾监测系统设计
文献类型：学位论文
| 作者 | 孙海才 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2010-06-03 |
| 授予单位 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 导师 | 马钺 |
| 关键词 | 嵌入式 DSP FPGA 图像处理 火灾识别 |
| 其他题名 | Design of Embedded Forest Fire Monitoring System |
| 学位专业 | 模式识别与智能系统 |
| 中文摘要 | 森林火灾是严重的世界性自然灾害，越来越受到各国的重视。由于森林火灾具有传播速度快、灭火和营救都比较困难的特点，所以如何有效的进行森林火灾的安全防范以及尽早发现火灾的问题就变得越来越紧迫。森林火灾预警多采用人工巡护、了望塔、飞机监测、卫星遥感监测等常规方法，但是森林面积广阔，这些方法受到监测范围小、频次有限、不能全天候监测、费用高昂等问题约束，其作用和效果有限。作为一种有效的早期火灾探测方法，图像型火灾探测技术正广泛地受到人们的关注并被应用。图像型火灾探测技术利用图像处理对视频图像进行分析，获得火灾的多重判据，克服了常规探测方法的缺点，提高了火灾探测的准确率。目前，图像型探测方法多是在PC上实现的，其成本高、实时性不强、且存在图像传输导致质量下降影响检测结果的问题，为了克服以上缺点，本文提出并设计了基于嵌入式图像处理的森林火灾监测系统，充分利用DSP强大的并行运算能力、FPGA的灵活时序逻辑控制以及智能图像处理技术，实现一个高效的监测系统。首先，本文介绍了嵌入式森林火灾监测系统的工作原理，根据系统的特点和需求，提出了以DSP为核心处理器，辅以FPGA的实时森林火灾监测系统，设计了系统嵌入式硬件平台，详细介绍了主要模块的功能和硬件电路设计。然后，讨论了早期森林火灾的图像处理和识别问题。首先介绍了常用滤波方法，并研究了中值滤波算法的改进及其优化处理，在目标提取时，提出了基于邻域的背景差分法以及基于改进的多帧平均法的背景模型获取方法，并研究了背景的实时更新。为了实现森林火灾识别，提出了烟雾和火焰的多个识别特征，研究了圆形度、质心位置等特征参数的计算方法。由于工作环境的复杂性，需要通过运用多个特征综合判断，实现对早期森林火灾的预报。 最后，对嵌入式森林火灾监测系统进行了软件设计和验证。完成了DSP程序设计和FPGA的模块设计，实现了图像采集、处理和识别，并将流水线处理技术和并行处理等技术应用到电路设计中，提高了处理速度，节省了硬件开销。本文设计的嵌入式森林火灾监测系统能够满足实际要求，能有效地实现火灾识别。 |
| 索取号 | TP316.2/S96/2010 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-07-27 |
| 分类号 | TP316.2 |
| 源URL | [http://ir.sia.ac.cn/handle/173321/9327]  |
| 专题 | 沈阳自动化研究所_自动化系统研究室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孙海才. 嵌入式森林火灾监测系统设计[D]. 中国科学院沈阳自动化研究所. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：沈阳自动化研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。