一种林火预警与应急处理系统技术方案

一种林火预警与应急处理系统，包括：多个观测点，观测点包括设有低照度图像传感器和红外探测器的视频图像处理装置，视频图像处理装置将低照度图像传感器和红外探测器各自实时采集的监控林场的多张视频图像进行融合，得到具有精确定位的视频图像；图像传输系统，通过发射机、卫星接收机传输视频图像；指挥中心，接收视频图像，并根据视频图像判断是否有火情，如果有，则发布灭火指令；无人机编队，包括多架无人机，接收并执行指挥中心发送的灭火指令。采用低照度图像控制器和红外探测器作为监测设备，将两者采集的图像融合以提高火点监测的有效性和精准度；同时，结合无人机的视觉技术和GIS定位系统，实现全天候、全时段的监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及林火安防领域，尤其涉及一种林火预警与应急处理系统。
技术介绍
近些年来，国内在林火安防方面的需求日益增加，对林区保护的投入逐渐加大，随着科学技术的快速发展，我国的林火安防技术，也从人工向信息化、自动化方向发展，但仍有一些局限性因素影响林区防火效果。在林火监测方面采用卫星遥感图像、飞机巡逻和视频监测、人工巡检和瞭望塔方式等，均存在着不能实现全天候、全时段的监测、成本过高、人为因素多等较为严重的误报漏报问题。在林火应急处理方面问题尤为突出，林区环境复杂，灭火人员和设备不能及时到达，林火难以在萌发状态得到有效控制，致使林火扩大或蔓延造成更大的损失。
技术实现思路
针对目前林火安防领域存在的上述问题，本专利技术提供一种林火预警与应急处理系统。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案为：一种林火预警与应急处理系统，包括：多个观测点，所述观测点包括设有低照度图像传感器和红外探测器的视频图像处理装置，所述视频图像处理装置将所述低照度图像传感器和红外探测器各自实时采集的监控林场的多张视频图像进行融合，得到具有精确定位的视频图像；第一类无人机编队，包括多架无人机，多个所述观测点分别设置在不同的所述无人机上，所述无人机编队悬停于需要进行林火预警的林区上空，以采用所述观测点对所述林区进行监测；图像传输系统，通过发射机、卫星接收机传输所述视频图像；指挥中心，接收所述视频图像，并根据所述视频图像判断是否有火情，如果有，则发布灭火指令；第二类无人机编队，包括多架无人机，用于接收所述指挥中心发送的灭火指令并对所述林区进行灭火处理。优选地，所述指挥中心包括：计算机网络监控系统，所述计算机网络监控系统包括GIS服务器，数据库服务器，媒体服务器，用于存储、调用地图信息、管理信息、音视频信息，并且计算火点位置、轮廓、面积及所需灭火的无人机数量、编队信息；集中控制系统，所述集中控制系统包括用于控制音视频切换的AV矩阵，用于控制计算机信号的RGB矩阵，以及用于将视频进行输出显示的中央控制器主机及触屏；指挥调度系统，包括调度服务器，用于调度指挥命令的交换和发布；无人机飞行控制系统，所述无人机飞行控制系统包括飞行控制服务器，用于控制所述第一类无人机编队和所述第二类无人机编队飞行，以及用于控制灭火材料的释放。优选地，所述无人机包括主控制器，以及与所述主控制器连接的GPS定位器、无线通信装置、灭火装置和飞行控制器，所述主控制器控制无人机的运行，所述飞行控制器控制无人机的飞行速度、姿态、高度，所述无线通信装置实现各个无人机之间的无线通信；所述灭火装置根据所述灭火指令执行相应的喷洒灭火动作。优选地，所述第二类无人机编队根据所述灭火指令到达火场，并将检测的火场面积、风速、火种等级、风速的数据传输至所述指挥中心，所述指挥中心进行数据校正后再发送投放灭火材料指令，以使所述无人机编队灭火。优选地，通过AdHoc网络体系构建所述无人机编队的通信自组网，形成以所述无人机为网络节点的通信网络，再根据所述通信自组网建立无人机的避碰算法。优选地，所述红外探测器将采集到的红外模拟信号进行数字处理得到一第一视频图像，所述低照度图像传感器将采集到的低照度图像模拟信号进行数字处理得到一第二视频图像，所述视频图像处理装置对所述第一视频图像和第二视频图像进行处理、融合、合成，得到所述视频图像。优选地，所述融合是通过来自不同时间、不同视点位置、不同视频图像处理装置拍摄的同一场景的至少两张视频图像，以此来匹配对应于相同物理位置的像素点。优选地，利用所述视频图像处理装置的标定技术、可视域分析技术以及ArcGISEngine通视性分析技术，实现对所述视频图像上任意位置火点的自动定位。优选地，所述视频图像处理装置设置于数字视频监控设备中，所述数字视频监控设备用于自动视觉监控，自动场景检测，自动报警。优选地，所述数字视频监控设备可远程设置火点的检测参数，所述检测参数包括最小检测范围，检测区域，报警级别。优选地，所述第一类无人机编队中包括的每架所述无人机初始位于一机库内，所有所述无人机按照一预定顺序依次被派出并采用所述观测点对所述林区进行监测；将每架所述无人机采用所述观测点对所述林区进行监测的持续时间预设为一预定时段，所述无人机在持续监测满所述预定时段后返回所述机库并进行自动充电。优选地，于所述观测点中，采用可见光烟雾检测方式检测所述林区中是否产生烟雾，以及采用红外检测方式检测所述林区中是否存在火点。优选地，于所述观测点中集成有至少三种检测类型，所述至少三种检测类型包括：采用可见光烟雾检测方式检测所述林区中是否产生烟雾的检测类型；采用红外检测方式检测所述林区中是否产生火点的检测类型；以及分别采用所述可见光烟雾检测方式检测所述林区中是否产生烟雾，以及采用红外检测方式检测所述林区中是否产生火点的检测方式。本专利技术的有益效果：本专利技术采用低照度图像控制器和红外探测器作为监测设备，将两者采集的图像融合以提高火点监测的有效性和精准度；同时，结合无人机的视觉技术和GIS定位系统，利用多数据信息融合及无线数据链路，实现全天候、全时段的监测。无人机在编队飞行过程中将其地理数据及编队飞行数据实时传输到指挥中心，当无人机抵达火场时，将感知的风速等数据传输至控制中心，指挥中心进行数据校正后发送投放灭火材料指令，最终及时扑灭林火。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图；图2为本专利技术的视频图像处理装置的结构示意图；图3为本专利技术的林火预警与应急处理系统的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。一种林火预警与应急处理系统，包括：多个观测点，观测点包括设有低照度图像传感器和红外探测器的视频图像处理装置，视频图像处理装置将低照度图像传感器和红外探测器各自实时采集的监控林场的多张视频图像进行融合，得到具有精确定位的视频图像；第一类无人机编队，包括多架无人机，多个观测点分别设置在不同的无人机上，无人机编队悬停于需要进行林火预警的林区上空，以采用观测点对林区进行监测。图像传输系统，通过发射机、卫星接收机传输视频图像；指挥中心，接收视频图像，并根据视频图像判断是否有火情，如果有，则发布灭火指令；第二类无人机编队，同样包括多架无人机，并用于根据上述指挥中心发布的灭火指令对起火的林区进行灭火处理。本实施例的林火预警与应急处理系统采用低照度图像传感器和红外探测器作为监测的视频图像处理装置，将两者采集的视频图像进行融合，可为后面的图像配准、图像融合提供高清晰、高画质的图像，以提高林场监测的有效性和精准度。视频图像处理装置还包括微处理器、存储器以及其它外设，依据烟火的视频图像特征，利用各种图像处理技术对数字化处理视频信号进行图像处理和分析、判断，实现对监控区域的烟火检测。此外，该视频图像处理装置内嵌了视觉分析技术，支持消防检测。各观测点的视频图像处理装置输出的视频图像，首先送给智能视频处理器，再传给发射机，发射机经天线以无线方式发射到指挥中心。指挥中心首先用天线接收，然后下变频，最后经卫星接收机解调出视频图像，视频图像经(可选视频分配器直接将另一组视频图像送给硬盘录像机)分配后再送给矩阵控制器，通过主、分控键盘对矩阵控制器的控制，矩阵输出的视频图像可切换到任意指定的显示设备上显示。本专利技术优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种林火预警与应急处理系统，其特征在于，包括：多个观测点，所述观测点包括设有低照度图像传感器和红外探测器的视频图像处理装置，所述视频图像处理装置将所述低照度图像传感器和红外探测器各自实时采集的监控林场的多张视频图像进行融合，得到具有精确定位的视频图像；第一类无人机编队，包括多架无人机，多个所述观测点分别设置在不同的所述无人机上，所述无人机编队悬停于需要进行林火预警的林区上空，以采用所述观测点对所述林区进行监测；图像传输系统，通过发射机、卫星接收机传输所述视频图像；指挥中心，接收所述视频图像，并根据所述视频图像判断是否有火情，如果有，则发布灭火指令；第二类无人机编队，包括多架无人机，用于接收所述指挥中心发送的灭火指令并对所述林区进行灭火处理。

【技术特征摘要】
1.一种林火预警与应急处理系统，其特征在于，包括：多个观测点，所述观测点包括设有低照度图像传感器和红外探测器的视频图像处理装置，所述视频图像处理装置将所述低照度图像传感器和红外探测器各自实时采集的监控林场的多张视频图像进行融合，得到具有精确定位的视频图像；第一类无人机编队，包括多架无人机，多个所述观测点分别设置在不同的所述无人机上，所述无人机编队悬停于需要进行林火预警的林区上空，以采用所述观测点对所述林区进行监测；图像传输系统，通过发射机、卫星接收机传输所述视频图像；指挥中心，接收所述视频图像，并根据所述视频图像判断是否有火情，如果有，则发布灭火指令；第二类无人机编队，包括多架无人机，用于接收所述指挥中心发送的灭火指令并对所述林区进行灭火处理。2.根据权利要求1所述的林火预警与应急处理系统，其特征在于，所述指挥中心包括：计算机网络监控系统，所述计算机网络监控系统包括GIS服务器，数据库服务器，媒体服务器，用于存储、调用地图信息、管理信息、音视频信息，并且计算火点位置、轮廓、面积及所需灭火的无人机数量、编队信息；集中控制系统，所述集中控制系统包括用于控制音视频切换的AV矩阵，用于控制计算机信号的RGB矩阵，以及用于将视频进行输出显示的中央控制器主机及触屏；指挥调度系统，包括调度服务器，用于调度指挥命令的交换和发布；无人机飞行控制系统，所述无人机飞行控制系统包括飞行控制服务器，用于控制所述第一类无人机编队和所述第二类无人机编队飞行，以及用于控制灭火材料的释放。3.根据权利要求1所述的林火预警与应急处理系统，其特征在于，所述无人机包括主控制器，以及与所述主控制器连接的GPS定位器、无线通信装置、灭火装置和飞行控制器，所述主控制器控制无人机的运行，所述飞行控制器控制无人机的飞行速度、姿态、高度，所述无线通信装置实现各个无人机之间的无线通信；所述灭火装置根据所述灭火指令执行相应的喷洒灭火动作。4.根据权利要求1所述的林火预警与应急处理系统，其特征在于，所述无人机编队根据所述灭火指令到达火场，并将检测的火场面积、风速、火种等级、风速的数据传输至所述指挥中心，所述指挥中心进行数据校正后再发送投放灭火材料指令，以使所述第二类无人机编队灭火。5.根据权利要求1所述的林火预警与应急处理系统，其特征在于，通过AdHoc网络体系构建所述无人机编队的通信自组网，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田思，王勇，李永平，张维朋，
申请(专利权)人：宁波大红鹰学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33