Rilevamento incendi: le soluzioni smart che prevengono i disastri

Categorie: Video analisi
22 Dicembre 2021

Di dispositivi per il rilevamento degli incendi si parla fin dalla fine del 1800, quando Francis Upton inventò il primo allarme antifumo. Negli anni Sessanta del secolo scorso, rilevatori di fumo più aggiornati iniziarono a essere utilizzati negli edifici di tutto il mondo e divennero un dispositivo di sicurezza essenziale, utilizzato tuttora.

Ben presto, però, ci si rese conto che questi dispositivi avevano vistose limitazioni che li rendevano inefficienti in molte situazioni. Ad esempio, i rilevatori di fumo funzionano correttamente in piccoli spazi chiusi, come case o uffici; nei grandi spazi, come magazzini, teatri, cinema, essi si dimostrano inefficienti, in quanto, per funzionare, richiedono notevoli livelli di accumulo di fumo, tali da costituire già un pericolo per le persone. Anche i più avanzati rilevatori di incendio elettronici, costituiti da sensori di calore e pressione, soffrono delle stesse limitazioni dei rilevatori di fumo negli ambienti di grandi dimensioni, poiché richiedono una certa quantità di calore e pressione accumulata per l’innesco. Rilevatori di fumo e sensori elettronici non sono efficaci, poi, nel caso di incendi boschivi, all’aria aperta.

Rilevamento degli incendi basato su computer vision

Tutte queste limitazioni possono essere attualmente superate impiegando sistemi di rilevamento degli incendi basati sulla visione artificiale. Si fa uso, quindi, di videocamere, collegate a un sistema di video analisi, in grado di rilevare e individuare la posizione dell’incendio non appena si innesca, tempestivamente e prima che l’incendio stesso vada fuori controllo. Sistemi di monitoraggio degli incendi basati su computer vision possono anche essere posizionati su robot e droni, per rilevare incendi in aree forestali remote.

Il rilevamento precoce di incendi e fumi utilizzando l’intelligenza artificiale ha enormi vantaggi per la sicurezza e la difesa della vita delle persone e delle proprietà. I modelli di intelligenza artificiale possono essere, infatti, perfettamente addestrati (training) per rilevare fumo e incendio, inviando opportuni avvisi e allarmi in modo automatico.

Tutto ha origine dalle telecamere di sorveglianza, che producono un flusso video ininterrotto; questo viene processato in real time dal sistema di computer vision, i cui algoritmi sono addestrati a riconoscere i segni della presenza di fumo e di incendio. L’allarme precoce consente di intervenire in modo tempestivo, evitando danni anche ingenti a materiali ed edifici; si pensi, ad esempio, ad ambienti industriali in cui siano presenti materiali pericolosi o altamente infiammabili.

Come funzionano i sistemi di computer vision per il rilevamento degli incendi

Il fuoco è un fenomeno visivo, ma non solo; ha molte caratteristiche distintive, come colore e movimento. L’algoritmo estrae queste caratteristiche per classificare i pixel in esame e determinare se sono relativi al fuoco o meno. Poiché il fuoco non è un processo stazionario, per ridurre il carico computazionale il primo passo nell’algoritmo è rilevare in quale regione dell’immagine in esame catturata dalla videocamera sta accadendo il movimento.

Per riconoscere i segni di fumo e incendio, gli algoritmi di AI possono essere addestrati al rilevamento attraverso sensori di visione basati sull’approccio dello “spazio colore”. Con gli spazi colore RGB e YCbCr si può ottenere un’accuratezza della classificazione del 92,5%. L’ulteriore avanzamento del sistema può comportare l’apprendimento automatico per ottenere un’elevata precisione di classificazione e ridurre i tassi di falsi allarmi.

Computer vision anche nella gestione dell’emergenza

La tecnologia di computer vision può essere impiegata anche dai soccorritori, ad esempio i vigili del fuoco, ai quali restituisce una accettabile capacità di visione negli ambienti invasi dal fumo, altrimenti compromessa. Montando una telecamera sopra il casco, il flusso video ripreso viene analizzato e l’immagine restituita tramite occhiali a realtà aumentata. In questo modo i vigili del fuoco possono muoversi nell’ambiente operativo che li circonda con maggiore sicurezza ed efficacia.

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