用于消防的多傳感器融合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及消防信息檢測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于消防的多傳感器融 合方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的消防信號采集通常利用多個(gè)單一的傳感器來完成，用于從多個(gè)側(cè)面孤立地 反映目標(biāo)信息。實(shí)際上，在大多數(shù)情況下，必須同時(shí)處理多個(gè)信號，而這些信號一般又來自 多個(gè)信號源，即多傳感器。但是多傳感器也帶來了信息冗余甚至矛盾。所以必須通過對多 個(gè)傳感器及其觀測信息的合理支配與使用，將其采集的信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則組合，產(chǎn)生 對觀測環(huán)境一致性的解釋和描述，因此迫切要求對信息進(jìn)一步處理。"信息融合"就是對多 傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行多級別、多方面、多層次的處理，即融合來自多個(gè)傳感器或其他信息源的 數(shù)據(jù)，以獲得綜合的、更好的估計(jì)。
[0003] 另外，現(xiàn)有的消防場合往往以固定式消防傳感器為主的方式采集消防信號，這在 火災(zāi)尚未發(fā)生或者處于萌芽期時(shí)是有利于火災(zāi)情況判斷并有利指導(dǎo)消防工作的，但是當(dāng)火 災(zāi)處于發(fā)展階段甚至嚴(yán)重階段時(shí)，固定式消防傳感器采集到的信號不全面，此時(shí)往往采用 人工干預(yù)的方式，人為地?cái)y帶探測設(shè)備，但這又造成了對固定式消防傳感器資源的浪費(fèi)，并 且在火情或消防情況復(fù)雜，例如，消防監(jiān)控或火情出現(xiàn)區(qū)域地理和/或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜的情 況下，可能出現(xiàn)進(jìn)入內(nèi)部的通道中部發(fā)生嚴(yán)重火災(zāi)，而固定式消防傳感器和人工攜帶的消 防傳感器都無法成對消防工作起到有效指導(dǎo)作用的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了提高火情蔓延信息可靠性，做到高效率消防作業(yè)，本發(fā)明綜合利用固定式消 防傳感器和非固定式消防傳感器，提供了一種用于消防的多傳感器融合方法。
[0005] 本發(fā)明中，"消防傳感器"包括溫度傳感器、濕度傳感器、各種氣體傳感器、煙霧傳 感器、火焰?zhèn)鞲衅鞯仍趦?nèi)的與消防監(jiān)控或消防指揮有關(guān)的傳感器。"固定式消防傳感器"是 指其所處位置不發(fā)生主動變化的消防傳感器，例如固定在屋頂或天花板上的消防傳感器、 固定在立柱上的消防傳感器等。"非固定式消防傳感器"是指其所處位置能夠主動變化的消 防傳感器，例如人工攜帶的消防傳感器、消防機(jī)器人或其他可移動機(jī)械設(shè)備配備的消防傳 感器等。
[0006] 本發(fā)明的用于消防的多傳感器融合方法包括如下步驟：
[0007] (1)火情發(fā)生前，初始化多個(gè)消防傳感器的分級信息，得到分級信息的初始集合， 所述消防傳感器包括固定式消防傳感器和非固定式消防傳感器；
[0008] (2)火情發(fā)生時(shí)，在多個(gè)不同的時(shí)刻采集所述多個(gè)消防傳感器的基本信息；
[0009] (3)在所述多個(gè)不同的時(shí)刻通過多個(gè)消防傳感器根據(jù)各個(gè)消防傳感器的分級信息 和步驟（2)得到的基本信息檢測多個(gè)消防參數(shù)；
[0010] (4)根據(jù)所述多個(gè)不同的時(shí)刻的每一個(gè)，對所述多個(gè)消防傳感器進(jìn)行分級，更新所 述分級信息；
[0011] (5)根據(jù)更新過的分級信息，對步驟（3)得到的多個(gè)消防參數(shù)進(jìn)行多消防傳感器 融合，確定火情發(fā)展趨勢和/或分布。
[0012] 進(jìn)一步地，所述步驟（1)包括：
[0013] (11)在各個(gè)消防傳感器中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)裝置、溫度探頭和計(jì)時(shí)單元，且當(dāng)所在消 防傳感器開始檢測時(shí)開啟相應(yīng)的溫度探頭和計(jì)時(shí)單元進(jìn)行溫度測量和計(jì)時(shí)，所述溫度調(diào)節(jié) 裝置用于對所述各個(gè)消防傳感器的溫度進(jìn)行調(diào)整，所述溫度探頭用于探測其所在消防傳感 器的溫度，所述計(jì)時(shí)單元用于檢測其所在消防傳感器的累計(jì)工作時(shí)間；
[0014] (12)在第一時(shí)刻Tl，控制所述各個(gè)溫度調(diào)節(jié)裝置按照第一溫度集合TEMPn對各個(gè) 所述消防傳感器進(jìn)行相應(yīng)地溫度調(diào)整，其中N表示消防傳感器的種類編號；
[0015] (13)通過所述溫度探頭和計(jì)時(shí)單元采集相應(yīng)的消防傳感器的溫度以及計(jì)時(shí)結(jié) 果；
[0016] (14)根據(jù)步驟（13)采集到的溫度信息以及計(jì)時(shí)信息，獲得各個(gè)消防傳感器的溫 度-時(shí)間曲線；
[0017] (15)根據(jù)步驟（14)得到的各個(gè)傳感器的溫度-時(shí)間曲線，在所述多個(gè)消防傳感器 中的每一類傳感器中，確定各個(gè)消防傳感器待融合優(yōu)先級，其中M，N = 1，2,…，M表示 各類消防傳感器中每個(gè)消防傳感器的編號，N表示消防傳感器的種類編號；
[0018] (16)將所述各個(gè)消防傳感器待融合優(yōu)先級，|，作為分級信息的初始集合。
[0019] 進(jìn)一步地，所述步驟（2)包括：
[0020] (21)在所述各個(gè)固定式消防傳感器中設(shè)置第一定位設(shè)備和存儲器，其中所述第一 定位設(shè)備用于檢測其所在的固定式消防傳感器的經(jīng)度和煒度，所述存儲器用于存儲預(yù)先分 配給其所在固定式消防傳感器的表示高度分布的信息；
[0021] (22)在非固定式消防傳感器上設(shè)置第二定位設(shè)備，其中第二所述定位設(shè)備用于檢 測其所在非固定式消防傳感器的經(jīng)度和煒度信息以及高度信息；
[0022] 還包括：在多個(gè)不同的時(shí)刻的每一個(gè)，
[0023] (23)分別與所述各個(gè)固定式消防傳感器和各個(gè)非固定式消防傳感器建立通信連 接；
[0024] (24)根據(jù)所建立的通信連接，獲得所述各個(gè)消防傳感器的自檢信息；
[0025] (25)根據(jù)所述自檢信息，采集相應(yīng)的固定式消防傳感器和非固定式消防傳感器的 經(jīng)度和煒度以及表示高度的信息，作為該消防傳感器的基本信息。
[0026] 進(jìn)一步地，所述步驟（3)包括：
[0027] (31)在所述多個(gè)不同的時(shí)刻之一 T1，分別從建立所述通信連接的各個(gè)固定式消防 傳感器根據(jù)其各自的分級信息采集室內(nèi)消防參數(shù)集合C 1與室外消防參數(shù)集合C 2;
[0028] (32)在步驟（22)所述時(shí)刻的下一個(gè)時(shí)刻T2，分別從建立所述通信連接的各個(gè)固 定式消防傳感器根據(jù)其各自的分級信息采集室內(nèi)消防參數(shù)集合C' i與室外消防參數(shù)集合 C2O
[0029] 進(jìn)一步地，所述步驟（4)包括：
[0030] (41)在T2時(shí)刻的下一個(gè)時(shí)刻T3，分別從建立所述通信連接的各個(gè)非固定式消防傳 感器檢測消防參數(shù)，獲得消防參數(shù)集合D1，建立D1-時(shí)間曲線；
[0031] (42)在T3時(shí)刻的下一個(gè)時(shí)刻T4，分別從建立所述通信連接的各個(gè)非固定式消防傳 感器檢測消防參數(shù)，獲得消防參數(shù)集合D' i，建立D' i-時(shí)間曲線。
[0032] (43)根據(jù)D1-時(shí)間曲線和D'「時(shí)間曲線，確定非固定式消防傳感器的待融合優(yōu)先 級，其中M，N= 1，2, "·，Μ表示各類消防傳感器中每個(gè)消防傳感器的編號，N表示消防 傳感器的種類編號；
[0033] (44)根據(jù)所述室外消防參數(shù)集合C2，對所述室內(nèi)消防參數(shù)集合C1進(jìn)行修正；
[0034] (45)根據(jù)所述室外消防參數(shù)集合C' 2，對所述室內(nèi)消防參數(shù)集合C' i進(jìn)行修正；
[0035] (46)分別建立步驟（44)和步驟（45)得到的修正結(jié)果-時(shí)間的曲線；
[0036] (47)根據(jù)步驟（46)的曲線，確定非固定式消防傳感器的待融合優(yōu)先級f 'f，其中 M，N = 1，2,…，M表示各類消防傳感器中每個(gè)消防傳感器的編號，N表示消防傳感器的種 類編號；
[0037] (48)合并所述非固定式消防傳感器的待融合優(yōu)先級和所述非固定式消防傳感 器的待融合優(yōu)先級A" 'f，作為更新后的分級信息Γ彳}。
[0038] 所述步驟（5)包括：
[0039] (51)根據(jù)更新后的升級信息{A=,構(gòu)成所有消防傳感器的升級信息矩陣 M ；
[0040] (52)構(gòu)造2X2的矩陣Ν，其中：
[0041] Au = C1 - C2，Ar12 = G * Γ2-丄，N21= C'「C'2, N22= C' 4C' I "_1"表示響應(yīng)集 合的倒數(shù)構(gòu)成的集合；

表示秩，W表示所述多個(gè)不同的時(shí)刻的個(gè)數(shù)，且W大于 或等于 4,且 r=l，2，···，￥;
[0043] (54)根據(jù)步驟（53)得到的多個(gè)矩陣判斷火情蔓延方位、分布和/或方位的變化信 息。
[0044] 本發(fā)明的有益效果是：能夠最大限度地利用火場上的固定式消防傳感器，結(jié)合非 固定式消防傳感器（例如消防機(jī)器人、消防飛機(jī)等等）提供火情蔓延信息，從而有利于消防 工作準(zhǔn)確地把握火情蔓延方位、分布和/或方位的變化情況。
【附圖說明】
[0045] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于消防的多傳感器融合方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，本發(fā)明的用于消防的多傳感器融合方法 包括如下步驟：
[0047] (1)火情發(fā)生前，初始化多個(gè)消防傳感器的分級信息，得到分級信息的初始集合， 所述消防傳感器包括固定式消防傳感器和非固定式消防傳感器；
[0048] 該步驟包括：
[0049] (11)在各個(gè)消防傳感器中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)裝置、溫度探頭和計(jì)時(shí)單元，且當(dāng)所在消 防傳感器開始檢測時(shí)開啟相應(yīng)的溫度探頭和計(jì)時(shí)單元進(jìn)行溫度測量和計(jì)時(shí)，所述溫度調(diào)節(jié) 裝置用于對所述各個(gè)消防傳感器的溫度進(jìn)行調(diào)整，所述溫度探頭用于探測其所在消防傳感 器的溫度，所述計(jì)時(shí)單元用于檢測其所在消防傳感器的累計(jì)工作時(shí)間；
[0050] (12)在第一時(shí)刻Tl，控制所述各個(gè)溫度調(diào)節(jié)裝置按照第一溫度集合TEMPn對各個(gè) 所述消防傳感器進(jìn)行相應(yīng)地溫度調(diào)整，其中N表示消防傳感器的種類編號；
[0051] (13)通過所述溫度探頭和計(jì)時(shí)單元采集相應(yīng)的消防傳感器的溫度以及計(jì)時(shí)結(jié) 果；
[0052] (14)根據(jù)步驟（13)采集到的溫度信息以及計(jì)時(shí)信息，獲得各個(gè)消防傳感器的溫 度-時(shí)間曲線；
[0053] (15)根據(jù)步驟（14)得到的各個(gè)傳感器的溫度-時(shí)間曲線，在所述多個(gè)消防傳感器 中的每一類傳感器中，確定各個(gè)消防傳感器待融合優(yōu)先級，其中M，N = 1，2,…，M表示 各類消防傳感器中每個(gè)消防傳感器的編號，N表示消防傳感器的種類編號；
[0054] (16)將所述各個(gè)消防傳感器待融合優(yōu)先級作為分級信息的初始集合。
[0055] (2)火情發(fā)生時(shí)，在多個(gè)不同的時(shí)刻采集所述多個(gè)消防傳感器的基本信息；該步 驟包括：
[0056] (21)在所述各個(gè)固定式消防傳感器中設(shè)置第一定位設(shè)備和存儲器，其中所述第一 定位設(shè)備用于檢測其所在的固定式消防傳感器的經(jīng)度和煒度，所述存儲器用于存儲預(yù)先分 配給其所在固定式消防傳感器的表示高度分布的信息；
[0057] (22)在非固定式消防傳感器上設(shè)置第二定位設(shè)備，其中