多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法及系统与流程

本发明涉及火焰检测，尤其涉及一种多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法及系统。

背景技术：

1、单一红外强度阈值容易受到高温物体、热背景、人员或设备热辐射变化的影响。静态高温目标可能具有较高的红外辐射水平，但并不一定具有真实火焰的动态波动和波段关系。

2、单一红外波段不能充分利用火焰在不同红外波段之间的相对辐射特征。若仅依赖一个通道的绝对幅值，难以区分目标火焰与连续谱较强的热源或其他背景辐射。

3、火焰具有不规则低频闪烁特性，但直接统计信号过零次数容易被零点附近的小幅噪声反复变号污染，导致频率特征失真。近距离打火机等短时明火本身可能同时具有红外辐射、火焰闪烁和紫外辐射，因此仅依靠“是否具有火焰特征”的判断，可能仍会把其识别为需要持续报警的目标火焰。如果为了抑制打火机而简单提高能量阈值或增加确认时间，又会降低远距离、小火焰或高灵敏度条件下的探测能力。尤其是部分真实火源在点燃瞬间也会产生很高的启动峰值，简单排除高峰值事件可能带来漏报。

4、紫外传感器可能受到电弧、焊接、放电或偶发脉冲影响；红外传感器则更容易受到热背景影响。单一传感器机制难以同时兼顾灵敏度和误报抑制。

5、因此，现有技术仍存在以下不足：仅依据单一红外波段的绝对幅值或能量阈值进行火焰判断时，难以区分真实火焰与静态高温物体、连续谱热源及其他热背景，且无法充分利用不同红外波段之间的相对辐射差异。利用火焰闪烁特征进行判断时，信号零点附近的小幅噪声容易造成重复过零和频率特征失真，影响火焰动态特征判断的稳定性。通过简单提高红外能量阈值或延长确认时间抑制短时明火，会降低对远距离火焰、小火焰以及高灵敏度场景下真实火焰的检测能力，难以兼顾误报抑制与探测灵敏度。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的技术问题，本发明实施例提供了多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法及系统，其中，多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法具体包括：

2、获取主红外波段、多个参考红外波段的红外检测信号以及紫外脉冲信号，根据各红外检测信号获得对应的红外动态能量。

3、根据主红外波段与参考红外波段的多波段光谱关系以及主红外波段的闪烁特征，确定是否进入红外火焰候选状态，在进入红外火焰候选状态时开启有效证据时间的累计。

4、并行点火包络布防，完成点火包络布防后，当触发点火包络检测时，根据主红外波段在启动阶段的红外动态能量峰值与稳定观察阶段的数据特征之间的关系确定候选瞬态明火，并在候选瞬态明火的红外动态能量满足预设恢复条件时，将候选瞬态明火确定为持续火焰。

5、根据有效证据时间和持续火焰的确定结果，判断是否进入红外火焰确认状态。

6、根据紫外脉冲信号筛选有效紫外脉冲，并根据预设时间窗口内的有效紫外脉冲数量判断是否进入紫外火焰确认状态。

7、根据红外火焰确认状态判断结果和紫外火焰确认状态判断结果确定组合火警结果。

8、另外，多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测系统具体包括：

9、红外动态能量获取模块，用于获取主红外波段、多个参考红外波段的红外检测信号以及紫外脉冲信号，根据各红外检测信号获得对应的红外动态能量。

10、候选红外火焰模块，用于根据主红外波段与参考红外波段的多波段光谱关系以及主红外波段的闪烁特征，确定是否进入红外火焰候选状态，在进入红外火焰候选状态时开启有效证据时间的累计。

11、点火包络布防模块，用于并行点火包络布防，完成点火包络布防后，当触发点火包络检测时，根据主红外波段在启动阶段的红外动态能量峰值与稳定观察阶段的数据特征之间的关系确定候选瞬态明火，并在候选瞬态明火的红外动态能量满足预设恢复条件时，将候选瞬态明火确定为持续火焰。

12、红外火焰状态确定模块，根据有效证据时间和持续火焰的确定结果，判断是否进入红外火焰确认状态。

13、紫外火焰状态确定模块，用于根据紫外脉冲信号筛选有效紫外脉冲，并根据预设时间窗口内的有效紫外脉冲数量判断是否进入紫外火焰确认状态。

14、组合火警确定模块，用于根据红外火焰确认状态判断结果和紫外火焰确认状态判断结果确定组合火警结果。

15、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

16、（1）本发明通过综合利用不同红外波段的辐射变化特征及其相互关系，对火焰目标进行多维度判别，能够降低静态高温物体、连续谱热源及环境热背景对火焰识别结果的干扰，避免仅依赖单一红外幅值所造成的误判，提高火焰识别的准确性和环境适应能力。

17、（2）本发明通过对火焰动态变化特征进行稳定提取，并结合时间连续性对检测结果进行确认，使火焰状态的建立和退出不再依赖单一时刻或单次检测结果，能够降低噪声、短时波动及局部信号异常对检测状态的影响，提高火焰检测过程的稳定性和连续性。

18、（3）本发明能够根据火焰点燃后辐射能量随时间的变化特征，对短时瞬态明火与持续燃烧火焰进行区分，并允许初期表现为瞬态特征而后续形成稳定燃烧的真实火焰重新进入持续火焰判定，从而在抑制打火机等短时明火干扰的同时，降低对真实持续火焰的误抑制风险，兼顾误报抑制能力和检测灵敏度。

19、（4）本发明通过分别识别红外火焰状态和紫外火焰状态，并对两类不同物理机理的检测结果进行组合确认，能够降低热背景、偶发紫外脉冲及其他单一传感器特有干扰直接形成最终火警的可能性，提高最终火警结果的可靠性和抗干扰能力。

1.多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法，其特征在于：所述红外动态能量为在预设红外动态能量窗口内对红外检测信号去除直流分量后得到的动态均方能量；

3.如权利要求1所述的多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法，其特征在于：在进入红外火焰候选状态之前，当任一参考红外波段的红外动态能量达到预设有效下限时，将该参考红外波段的闪烁特征与主红外波段的闪烁特征进行闪烁特征一致性判断，当参考红外波段的红外动态能量未达到预设有效下限时，该参考红外波段不参与闪烁特征一致性判断。

4.如权利要求3所述的多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法，其特征在于：当同时满足以下条件时，进入红外火焰候选状态：主红外波段的红外动态能量达到预设开启阈值；两项多波段光谱关系分别满足预设光谱条件；主红外波段的闪烁特征满足预设闪烁条件；达到预设有效下限的参考红外波段满足与主红外波段之间的闪烁特征一致性要求。

5.如权利要求1所述的多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法，其特征在于：所述有效证据时间的累计包括：进入红外火焰候选状态时开启有效证据时间的累计；当任一回退条件成立时，减少有效证据时间，回退条件包括：主红外波段的红外动态能量低于预设关闭阈值、多波段光谱关系不满足预设光谱条件或闪烁特征不满足预设闪烁条件；预设关闭阈值小于预设开启阈值；

6.如权利要求1所述的多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法，其特征在于：

7.如权利要求6所述的多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法，其特征在于：当以下确定条件均成立时，确定候选瞬态明火，其中确定条件包括：有效数量达到预设最小数量；有效占比达到预设有效占比；红外动态能量峰值达到预设峰值门槛；稳定观察阶段的平均红外动态能量与红外动态能量峰值的比值低于预设衰减比例；

8.如权利要求1所述的多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法，其特征在于：所述预设恢复条件由预设恢复时间窗口内的有效占比、有效平均红外动态能量以及红外动态能量峰值确定；

9.如权利要求1所述的多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测方法，其特征在于：根据有效证据时间和持续火焰的确定结果，确定是否进入红外火焰确认状态，具体包括：

10.多波段红外点火包络紫外脉冲融合火焰检测系统，其特征在于，包括：