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火灾是一种具有突发性和巨大破坏性的灾害现象,严重危害人类的生命财产安全和居住环境。火灾发生时能否自动的、快速的和准确的确定火源的位置往往决定了自动消防灭火工作的成败,因此开展火灾定位研究具有十分重要的现实意义和实用价值。在计算机视觉中,立体视觉是一个研究重点,可以确定空间物体的三维位置。由于双目视觉处理物体的方式类似于人类双眼,应用范围广泛,因此是当前的研究热点。 结合消防工程项目《智能图像火灾探测与分布式自动消防炮灭火系统》,对基于双目立体视觉的大空间火灾自动定位方法进行了系统的研究,可以有效地解决大空间火灾的自动定位问题。论文的主要研究内容如下: ①摄像机标定是双目立体视觉中的一项关键技术,针对大空间火灾定位的需要,在系统研究现有标定方法之后,对张氏平面标定算法进行了改进。首先,制作了独具特色的、符合工程项目需要的标定板;其次,利用HALCON解决了快速自动提取标定板上特征点像素坐标的问题;然后,针对张氏标定算法只校正径向畸变的不足,提出了新的摄像机畸变模型,使得畸变校正的结果更理想,精度更高;最后,利用最小二乘法通过反复迭代的方法直接解出了左右摄像机的单映射矩阵和畸变系数,不仅省去了计算左右摄像机内外参数的中间环节,而且减小了累积误差。 ②在深入研究双目立体视觉三维空间定位原理的基础之上,利用不同视角的两幅火灾图像三维重建了火灾的空间坐标,并实现了火灾的空间自动定位。 ③以本文方法为核心设计和开发了消防工程项目,并依据国家消防项目标准进行了初步的实验测试,工程实验证实了本文所提方法的有效性、定位的精确性及快速性和操作的便捷性。 ④基于本文方法所研制的消防灭火系统即将进入工业应用,可以实现大空间、无人值守的早期火灾识别、报警、定位和灭火的全过程智能化和自动化的火情监控与处置功能。 本文方法及其工程项目的成功实施,为以后的相关研究和消防工作提供了借鉴和参考价值。