Phát hiện và cảnh báo cháy dựa trên kỹ thuật thị giác máy phục vụ công tác phòng chống cháy nổ là nội dung đề tài nghiên cứu của nhóm nghiên cứu trẻ Học viện Kỹ thuật quân sự, Bộ Quốc phòng do tiến sỹ Tống Minh Đức làm chủ nhiệm.
Các kết quả nghiên cứu của đề tài đã khắc phục được các nhược điểm của các giải pháp cảnh báo cháy truyền thống như bằng đầu báo cháy nhiệt, đầu báo cháy khói và đầu báo cháy lửa tử ngoại.
Hệ thống áp dụng hiệu quả trong các điều kiện quan sát khắc nghiệt, dễ phát cháy, những nơi cần cảnh báo cháy sớm.
Giải pháp tối ưu
Tiến sỹ Tống Minh Đức cho biết, hầu hết các giải pháp được đề xuất cho bài toán phát hiện ngọn lửa sử dụng kỹ thuật xử lý hình ảnh và video số đều dựa trên những tính chất có thể quan sát được của ngọn lửa như màu sắc và sự thay đổi về vị trí các điểm ảnh của ngọn lửa theo thời gian.
Tuy vậy, các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc phân tích các đặc trưng của ngọn lửa, kết quả còn ở mức thử nghiệm, độ chính xác chưa cao.
Ở trong nước, các nhóm nghiên cứu chủ yếu tập trung thao hướng vật liệu chống cháy, phương pháp chữa cháy, quy trình phóng chống cháy nổ, phương pháp phát hiện cháy dựa trên các đầu báo cháy nhiệt, đầu báo cháy khói, đầu báo cháy lửa tử ngoại.
“Với nhóm nghiên cứu tại Khoa Công nghệ thông tin - Học viện Kỹ thuật quân sự, từ năm 2007 đến nay đã nghiên cứu và đạt được một số kết quả trong phát hiện cảnh báo cháy sớm thông qua việc phân tích các đặc trưng màu sắc, đặc trưng “lay động” của ngọn lửa… Chính điều này đã giúp chúng tôi sớm đạt được kết quả trong nghiên cứu, đề xuất giải pháp phát hiện và cảnh báo cháy dựa trên kỹ thuật thị giác máy phục vụ công tác phòng chống cháy nổ,” tiến sỹ Tống Minh Đức chia sẻ.
Hệ thống phát hiện và cảnh báo cháy của nhóm đã được thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm Báo cháy và chữa cháy tự động – Khoa Tự động và phương tiện kỹ thuật, Trường Đại học Phòng cháy chữa cháy.
Qua ba tình huống thử nghiệm với các vật liệu cháy là gỗ, giẻ, nến, giấy, đã khẳng định được những ưu điểm của hệ thống, đó là so với đầu báo cháy nhiệt, đầu báo cháy khói và đầu báo cháy lửa tử ngoại, hệ thống phát hiện và cảnh báo cháy của nhóm hoạt động hiệu quả, với cự ly quan sát xa.
Tiềm năng ứng dụng
Theo tiến sỹ Tống Minh Đức, đề tài nghiên cứu đã đề xuất được mô hình, giải pháp phát hiện và cảnh báo cháy sử dụng kỹ thuật thị giác máy. Các kết quả nghiên cứu của đề tài có thể áp dụng cho các cảnh báo sớm trong không gian quan sát hẹp với vật liệu cháy thông thường.
Hệ thống sẽ áp dụng hiệu quả trong các điều kiện quan sát khắc nghiệt như các kho chứa các vật liệu nguy hiểm dễ phát cháy, những nơi cần cảnh báo cháy sớm.
Ngoài ra, nếu được kết hợp với hệ thống cảnh báo cháy dùng đầu báo cháy truyền thống, hệ thống sẽ hoạt động hiệu quả hơn.
Trong tình huống hệ thống cảnh báo cháy truyền thống bị mù như phụ thuộc không gian, thời tiết, hướng gió…, hệ thống mới có thể khắc phục được một số nhược điểm, có thể phát hiện sớm đám cháy.
Ngược lại, trong tình huống đám cháy bị che khuất, mật độ đám khói thưa thì hệ thống truyền thống lại phát huy được hiệu quả, phát hiện chính xác có cháy.
Tiến sỹ Tống Minh Đức cho biết, trong thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục phối hợp với trường Đại học Phòng cháy chữa cháy nghiên cứu các điều kiện tình huống cụ thể, kết hợp với hệ thống dùng đầu báo cháy truyền thống, xây dựng hệ thống và tiến hành sản xuất thử nghiệm.
Nhóm tập trung đầu tư nghiên cứu các đặc trưng của đám cháy phụ thuộc vào vật liệu cháy khác nhau; các tình huống đối với khu vực cảnh báo để giới hạn các điều kiện, tăng khả năng nhận dạng của hệ thống; tích hợp hệ thống cảnh báo cháy truyền thống với hệ thống cảnh báo cháy dựa vào kỹ thật thị giác; tích hợp hệ thống với hệ thống camera cảnh giới an ninh khu vực.
Bên cạnh ứng dụng triển khai hệ thống thử nghiệm cảnh báo cháy các các phòng trong các tòa nhà các khu vực cần kiểm soát cháy (kết hợp với giám sát an ninh trong hệ thống tòa nhà), nhóm hoàn thiện dữ liệu về ảnh video các đám cháy, thành nguồn dữ liệu chuẩn phục vụ cho công tác nghiên cứu, học tập tại các cơ sở đào tạo cán bộ học tập, nghiên cứu về phòng cháy chữa cháy…/.
Các kết quả nghiên cứu của đề tài đã khắc phục được các nhược điểm của các giải pháp cảnh báo cháy truyền thống như bằng đầu báo cháy nhiệt, đầu báo cháy khói và đầu báo cháy lửa tử ngoại.
Hệ thống áp dụng hiệu quả trong các điều kiện quan sát khắc nghiệt, dễ phát cháy, những nơi cần cảnh báo cháy sớm.
Giải pháp tối ưu
Tiến sỹ Tống Minh Đức cho biết, hầu hết các giải pháp được đề xuất cho bài toán phát hiện ngọn lửa sử dụng kỹ thuật xử lý hình ảnh và video số đều dựa trên những tính chất có thể quan sát được của ngọn lửa như màu sắc và sự thay đổi về vị trí các điểm ảnh của ngọn lửa theo thời gian.
Tuy vậy, các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc phân tích các đặc trưng của ngọn lửa, kết quả còn ở mức thử nghiệm, độ chính xác chưa cao.
Ở trong nước, các nhóm nghiên cứu chủ yếu tập trung thao hướng vật liệu chống cháy, phương pháp chữa cháy, quy trình phóng chống cháy nổ, phương pháp phát hiện cháy dựa trên các đầu báo cháy nhiệt, đầu báo cháy khói, đầu báo cháy lửa tử ngoại.
“Với nhóm nghiên cứu tại Khoa Công nghệ thông tin - Học viện Kỹ thuật quân sự, từ năm 2007 đến nay đã nghiên cứu và đạt được một số kết quả trong phát hiện cảnh báo cháy sớm thông qua việc phân tích các đặc trưng màu sắc, đặc trưng “lay động” của ngọn lửa… Chính điều này đã giúp chúng tôi sớm đạt được kết quả trong nghiên cứu, đề xuất giải pháp phát hiện và cảnh báo cháy dựa trên kỹ thuật thị giác máy phục vụ công tác phòng chống cháy nổ,” tiến sỹ Tống Minh Đức chia sẻ.
Hệ thống phát hiện và cảnh báo cháy của nhóm đã được thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm Báo cháy và chữa cháy tự động – Khoa Tự động và phương tiện kỹ thuật, Trường Đại học Phòng cháy chữa cháy.
Qua ba tình huống thử nghiệm với các vật liệu cháy là gỗ, giẻ, nến, giấy, đã khẳng định được những ưu điểm của hệ thống, đó là so với đầu báo cháy nhiệt, đầu báo cháy khói và đầu báo cháy lửa tử ngoại, hệ thống phát hiện và cảnh báo cháy của nhóm hoạt động hiệu quả, với cự ly quan sát xa.
Tiềm năng ứng dụng
Theo tiến sỹ Tống Minh Đức, đề tài nghiên cứu đã đề xuất được mô hình, giải pháp phát hiện và cảnh báo cháy sử dụng kỹ thuật thị giác máy. Các kết quả nghiên cứu của đề tài có thể áp dụng cho các cảnh báo sớm trong không gian quan sát hẹp với vật liệu cháy thông thường.
Hệ thống sẽ áp dụng hiệu quả trong các điều kiện quan sát khắc nghiệt như các kho chứa các vật liệu nguy hiểm dễ phát cháy, những nơi cần cảnh báo cháy sớm.
Ngoài ra, nếu được kết hợp với hệ thống cảnh báo cháy dùng đầu báo cháy truyền thống, hệ thống sẽ hoạt động hiệu quả hơn.
Trong tình huống hệ thống cảnh báo cháy truyền thống bị mù như phụ thuộc không gian, thời tiết, hướng gió…, hệ thống mới có thể khắc phục được một số nhược điểm, có thể phát hiện sớm đám cháy.
Ngược lại, trong tình huống đám cháy bị che khuất, mật độ đám khói thưa thì hệ thống truyền thống lại phát huy được hiệu quả, phát hiện chính xác có cháy.
Tiến sỹ Tống Minh Đức cho biết, trong thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục phối hợp với trường Đại học Phòng cháy chữa cháy nghiên cứu các điều kiện tình huống cụ thể, kết hợp với hệ thống dùng đầu báo cháy truyền thống, xây dựng hệ thống và tiến hành sản xuất thử nghiệm.
Nhóm tập trung đầu tư nghiên cứu các đặc trưng của đám cháy phụ thuộc vào vật liệu cháy khác nhau; các tình huống đối với khu vực cảnh báo để giới hạn các điều kiện, tăng khả năng nhận dạng của hệ thống; tích hợp hệ thống cảnh báo cháy truyền thống với hệ thống cảnh báo cháy dựa vào kỹ thật thị giác; tích hợp hệ thống với hệ thống camera cảnh giới an ninh khu vực.
Bên cạnh ứng dụng triển khai hệ thống thử nghiệm cảnh báo cháy các các phòng trong các tòa nhà các khu vực cần kiểm soát cháy (kết hợp với giám sát an ninh trong hệ thống tòa nhà), nhóm hoàn thiện dữ liệu về ảnh video các đám cháy, thành nguồn dữ liệu chuẩn phục vụ cho công tác nghiên cứu, học tập tại các cơ sở đào tạo cán bộ học tập, nghiên cứu về phòng cháy chữa cháy…/.
Nguyễn Bích Thủy (TTXVN)
