一种基于边缘计算的森林火警监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于边缘计算的森林火警监测系统包括：无人机，用于采集若干连续的森林图像帧，并进行所述若干连续的森林图像帧的识别计算，从而获得若干起火区域的特征值的多元数<A，C(x

A forest fire monitoring system based on edge computing

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的森林火警监测系统
本专利技术涉及火警监测
，特别涉及一种基于边缘计算的森林火警监测系统。
技术介绍
森林火灾的早期发现，是抑制灾害扩散、尽量减少损失的重要一环。在现代化的森林火警监测系统中，已经开始采用无人机航拍森林图像，并利用图像识别计算从中发现起火区域，不仅扩大了监测范围，而且提升了监测的及时性。目前，森林起火区域的图像识别计算较为复杂，需要运算资源。一般由无人机实时将航拍森林图像发送给服务器，由服务器执行该图像识别计算。但是，森林地区的通信信号覆盖一般比较差，无人机回传航拍森林图像的过程传输速度比较慢，经常发生信号丢失和中断的情况，不利于服务器的图像识别计算。边缘计算是指在靠近数据源头的一侧，采用具备数据采集、计算、存储能力的设备，就近提供信息处理和分析识别。边缘计算可以缓解前端设备与后端服务器之间的数据通信负荷，为森林火警监测中的通信受限问题提供了新的思路，以解决森林地区的通信信号覆盖较差造成的无人机回传航拍森林图像的传输速度较慢，以及经常发生信号丢失和中断的现象。
技术实现思路
(一)专利技术目的为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本专利技术提供了一种基于边缘计算的森林火警监测系统和方法，能够解决森林地区的通信信号覆盖较差造成的无人机回传航拍森林图像的传输速度较慢，以及经常发生信号丢失和中断的现象。(二)技术方案作为本专利技术的第一方面，本专利技术公开了一种基于边缘计算的森林火警监测系统，包括：无人机，用于采集若干连续的森林图像帧，并进行所述若干连续的森林图像帧的识别计算，从而获得若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>；其中，A表示所述起火区域的面积值，C(xc，yc)表示起火区域的重心点坐标，T为森林图像帧的采集时间；服务器，用于根据所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>验证是否存在起火现象，若是，则根据所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>分析起火区域的火情参数。一种可能的实施方式中，所述无人机用于将所述森林图像帧转化为色调H、饱和度S和亮度I分量组成的森林图像帧分量图，再从森林图像帧分量图获得若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>。一种可能的实施方式中，所述无人机用于将所述饱和度S与饱和度S区分阈值、所述亮度I与亮度I区分阈值进行对比，进而识别出所述森林图像帧分量图中是否存在所述起火区域。一种可能的实施方式中，所述无人机用于在识别出所述森林图像帧分量图中存在所述起火区域时，计算所述起火区域的特征值。一种可能的实施方式中，所述起火区域的特征值包括：所述起火区域的面积值A和区域重心点坐标C(xc，yc)。一种可能的实施方式中，所述无人机用于根据所述起火区域的特征值以及所述森林图像帧的采集时间，生成所述起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>。一种可能的实施方式中，所述无人机还用于在识别出所述森林图像帧分量图中存在所述起火区域时，识别所述若干连续的森林图像帧的所述若干起火区域，并进行所述若干起火区域的特征值以及所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>的计算。一种可能的实施方式中，所述服务器包括：验证模块；所述验证模块用于根据所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>计算所述起火区域的各项指标，从而由所述起火区域的各项指标验证是否存在起火现象。一种可能的实施方式中，所述起火区域的各项指标包括：面积变化率、重心移动率和重心移动方向变化率。一种可能的实施方式中，所述服务器还包括：神经网络评估模块；所述神经网络评估模块用于在所述验证模块验证出存在所述起火现象时，根据所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>评估所述起火区域的火情参数。本专利技术还提供了一种基于边缘计算的森林火警监测方法，其特征在于，包括以下步骤：通过无人机采集若干连续的森林图像帧，并进行所述若干连续的森林图像帧的识别计算，从而获得若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>；其中，A表示所述起火区域的面积值，C(xc，yc)表示起火区域的重心点坐标，T为森林图像帧的采集时间；将所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>上传给服务器；通过服务器根据所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>验证是否存在起火现象，若是，则根据所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>分析起火区域的火情参数。一种可能的实施方式中，将所述森林图像帧转化为色调H、饱和度S和亮度I分量组成的森林图像帧分量图，再从森林图像帧分量图获得若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>。一种可能的实施方式中，将所述饱和度S与饱和度S区分阈值、所述亮度I与亮度I区分阈值进行对比，进而识别出所述森林图像帧分量图中是否存在所述起火区域。一种可能的实施方式中，在识别出所述森林图像帧分量图中存在所述起火区域时，计算所述起火区域的特征值。一种可能的实施方式中，所述起火区域的特征值包括：所述起火区域的面积值A和区域重心点坐标C(xc，yc)。一种可能的实施方式中，根据所述起火区域的特征值以及所述森林图像帧的采集时间，生成所述起火区域的特征值的多元数组〈A，C(xc，yc)，T〉。一种可能的实施方式中，在识别出所述森林图像帧分量图中存在所述起火区域时，识别所述若干连续的森林图像帧的所述若干起火区域，并进行所述若干起火区域的特征值以及所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T〉的计算。一种可能的实施方式中，通过所述服务器执行验证步骤；所述验证步骤中，根据所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>计算所述起火区域的各项指标，从而由所述起火区域的各项指标验证是否存在起火现象。一种可能的实施方式中，所述起火区域的各项指标包括：面积变化率、重心移动率和重心移动方向变化率。一种可能的实施方式中，通过所述服务器执行神经网络评估步骤；所述神经网络评估步骤用于在所述验证步骤验证出存在所述起火现象时，根据所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T〉评估所述起火区域的火情参数。(三)有益效果本专利技术提供的一种基于边缘计算的森林火警监测系统，利用无人机自身采集的所述森林图像帧进行起火区域的识别，并计算出所述起火区域的特征值，以及起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T〉，从而由服务器根据该多元数组<A，C(xc，yc)，T>验证是否存在起火现象，以及进行起火区域的火情参数的分析，利用所述火情参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算的森林火警监测系统，其特征在于，包括：/n无人机，用于采集若干连续的森林图像帧，并进行所述若干连续的森林图像帧的识别计算，从而获得若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(x

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的森林火警监测系统，其特征在于，包括：
无人机，用于采集若干连续的森林图像帧，并进行所述若干连续的森林图像帧的识别计算，从而获得若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>；
服务器，用于根据所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>验证是否存在起火现象，若是，则根据所述若干起火区域的特征值的多元数组<A，C(xc，yc)，T>分析起火区域的火情参数。


2.根据权利要求1所述的森林火警监测系统，其特征在于，所述无人机用于将所述森林图像帧转化为色调H、饱和度S和亮度I分量组成的森林图像帧分量图。


3.根据权利要求2所述的森林火警监测系统，其特征在于，所述无人机用于将所述饱和度S与饱和度S区分阈值、所述亮度I与亮度I区分阈值进行对比，进而识别出所述森林图像帧分量图中是否存在所述起火区域。


4.根据权利要求3所述的森林火警监测系统，其特征在于，所述无人机用于在识别出所述森林图像帧分量图中存在所述起火区域时，计算所述起火区域的特征值。


5.根据权利要求4所述的森林火警监测系统，其特征在于，所述起火区域的特征值包括：所述起火区域的面积值A和区域重心点坐标C(xc，yc)。

【专利技术属性】
技术研发人员：贾琳，刘毅，
申请(专利权)人：重庆特斯联智慧科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50