一种森林火灾监测系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种森林火灾监测系统和方法。其包括服务器和主无人机、辅无人机；服务器用于：获取主无人机采集到的森林标定区域的第一图像，主无人机飞行于第一高度；当根据第一图像确定标定区域发生火情时，控制多台辅无人机至标定区域，使多台辅无人机围绕主无人机排列，并共同飞行于第二高度，第二高度低于第一高度；获取主无人机采集到的第二图像以及各辅无人机采集到的第三图像，第二图像与各第三图像均有部分重合，相邻的辅无人机采集到的第三图像有部分重合；根据第二图像和第三图像确定火势中心的变化趋势信息。本发明专利技术的技术方案可以准确确定着火范围以及火势中心的动态变化等情况，为灭火救灾工作提供更准确的参考消息。息。息。

【技术实现步骤摘要】
一种森林火灾监测系统和方法


[0001]本专利技术涉及物联网应用
，具体而言，涉及一种森林火灾监测系统和方法。

技术介绍

[0002]为了改善生态环境，植树造林活动广泛开展，不论是自然保护林区，还是林场，规模面积都有逐渐扩大的趋势。由于林区或林场都会受到火灾的威胁，因此需要对林区或林场内的森林进行火情监测。
[0003]目前主要的火情监测方式为瞭望塔人工观测，但是这会受到外界环境等多方面因素的影响，森林火灾依然时有发生。在火情已经发生后，需要及时采取相应措施，但是，若火势蔓延迅速，且烟雾较大，仅依靠较远距离的瞭望将无法准确获得火情信息，影响后续的灭火救灾工作，并造成极大的生态与经济损失。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提出一种森林火灾监测系统和方法。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种森林火灾监测系统，该系统包括：
[0006]服务器和多台无人机，多台所述无人机包括主无人机和辅无人机；
[0007]所述服务器用于：
[0008]获取所述主无人机采集到的森林标定区域的第一图像，其中，所述主无人机飞行于第一高度；
[0009]当根据所述第一图像确定所述标定区域发生火情时，控制多台所述辅无人机至所述标定区域，使多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列，并共同飞行于第二高度，其中，所述第二高度低于所述第一高度；
[0010]获取所述主无人机在所述第二高度采集到的连续多张第二图像以及各所述辅无人机在所述第二高度采集到的连续多张第三图像，其中，所述第二图像与各所述第三图像均有部分重合，相邻的所述辅无人机采集到的所述第三图像有部分重合；
[0011]根据所述第二图像和所述第三图像确定火势中心的变化趋势信息。
[0012]进一步，所述服务器还用于：
[0013]在多台所述辅无人机到达所述标定区域前，控制所述主无人机飞行到至少三个位置，并在各位置分别获得定位图像；
[0014]根据至少三张所述定位图像确定火势中心的初步坐标；
[0015]当多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列时，控制所述主无人机位于所述初步坐标对应的位置上方。
[0016]进一步，所述服务器具体用于：
[0017]根据所述第一图像确定着火区域；
[0018]将所述着火区域拟合为具有标定数目个顶点的多边形；
[0019]确定各所述顶点的第一顶点坐标，并控制各所述辅无人机位于所述第一顶点坐标
对应的位置上方。
[0020]进一步，所述服务器具体用于：
[0021]根据所述第一图像确定着火区域；
[0022]确定所述着火区域的最小外接矩形；
[0023]确定所述最小外接矩形的各顶点的第二顶点坐标，并控制各所述辅无人机位于所述第二顶点坐标对应的位置上方。
[0024]进一步，所述服务器具体用于：
[0025]按照采集时间顺序，分别将标定时间点对应的一张所述第二图像和多张所述第三图像进行拼接，获得连续多张拼接图像；
[0026]对所述拼接图像进行可视化优化处理；
[0027]将经过可视化优化处理的连续多张所述拼接图像依次叠加入背景信息，作为所述火势中心的变化趋势信息。
[0028]进一步，所述服务器具体用于：
[0029]调取所述标定区域对应的三维模型，其中，所述三维模型包括三维基准坐标信息；
[0030]根据所述三维基准坐标信息、至少三台所述无人机的二维坐标信息以及所述第二高度将所述拼接图像与所述三维模型叠加。
[0031]进一步，所述三维模型包括所述标定区域内的地理信息和植物类型信息；所述服务器具体还用于：
[0032]根据所述火势中心的变化趋势信息和所述地理信息预测火势走向；
[0033]根据所述火势走向和所述植物类型信息生成所述标定区域内各子区域对应的预警等级。
[0034]进一步，所述服务器还用于：
[0035]根据所述拼接图像确定火势中心坐标；
[0036]当所述火势中心坐标与所述辅无人机对应的顶点坐标满足预设条件时，调整多台所述无人机的位置。
[0037]进一步，所述服务器具体用于：
[0038]当第一距离大于第二距离时，其中，所述第一距离为多台所述辅无人机所围成的多边形的中心坐标与所述火势中心坐标间的距离，所述第二距离为多台所述辅无人机中的标定辅无人机对应的顶点坐标与所述火势中心坐标间的距离；控制将所述标定辅无人机作为新的主无人机，且其他无人机围绕所述新的主无人机排列。
[0039]第二方面，本专利技术提供了一种森林火灾监测方法，该方法包括如下步骤：
[0040]获取主无人机采集到的森林标定区域的第一图像，其中，所述主无人机飞行于第一高度；
[0041]当根据所述第一图像确定所述标定区域发生火情时，控制多台辅无人机至所述标定区域，使多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列，并共同飞行于第二高度，其中，所述第二高度低于所述第一高度；
[0042]获取所述主无人机在所述第二高度采集到的连续多张第二图像以及各所述辅无人机在所述第二高度采集到的连续多张第三图像，其中，所述第二图像与各所述第三图像均有部分重合，相邻的所述辅无人机采集到的所述第三图像有部分重合；
[0043]根据所述第二图像和所述第三图像确定火势中心的变化趋势信息。
[0044]本专利技术提供的森林火灾监测系统和方法的有益效果是，通过主无人机以例如悬停的方式对森林标定区域进行图像采集以进行火情监测，服务器可根据采集图像初步确定是否有火情发生，当判断有火情发生，且具有例如浓烟、大风等显示火情将迅速蔓延的情况时，服务器调集多台辅无人机围绕主无人机排列并下降飞行高度，以对着火区域进行更准确的图像采集，主无人机和辅无人机的连续多张采集图像可进行拼接，从而掌握着火范围以及火势中心的动态变化等情况，减小外界环境等因素对森林火灾现场信息采集与研判的影响，进而为灭火救灾工作提供更准确的参考消息。
附图说明
[0045]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0046]图1为本专利技术实施例的森林火灾监测系统的结构框图；
[0047]图2为本专利技术实施例的无人机排列形式示意图；
[0048]图3为本专利技术另一实施例的无人机排列形式示意图；
[0049]图4为本专利技术实施例的森林火灾监测方法的流程示意图。
具体实施方式
[0050]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0051]如图1所示，本专利技术实施例的一种森林火灾监测系统包括服务器和多台无人机，多台所述无人机包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种森林火灾监测系统，其特征在于，包括服务器和多台无人机，多台所述无人机包括主无人机和辅无人机；所述服务器用于：获取所述主无人机采集到的森林标定区域的第一图像，其中，所述主无人机飞行于第一高度；当根据所述第一图像确定所述标定区域发生火情时，控制多台所述辅无人机至所述标定区域，使多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列，并共同飞行于第二高度，其中，所述第二高度低于所述第一高度；获取所述主无人机在所述第二高度采集到的连续多张第二图像以及各所述辅无人机在所述第二高度采集到的连续多张第三图像，其中，所述第二图像与各所述第三图像均有部分重合，相邻的所述辅无人机采集到的所述第三图像有部分重合；根据所述第二图像和所述第三图像确定火势中心的变化趋势信息。2.根据权利要求1所述的森林火灾监测系统，其特征在于，所述服务器还用于：在多台所述辅无人机到达所述标定区域前，控制所述主无人机飞行到至少三个位置，并在各位置分别获得定位图像；根据至少三张所述定位图像确定火势中心的初步坐标；当多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列时，控制所述主无人机位于所述初步坐标对应的位置上方。3.根据权利要求1所述的森林火灾监测系统，其特征在于，所述服务器具体用于：根据所述第一图像确定着火区域；将所述着火区域拟合为具有标定数目个顶点的多边形；确定各所述顶点的第一顶点坐标，并控制各所述辅无人机位于所述第一顶点坐标对应的位置上方。4.根据权利要求1所述的森林火灾监测系统，其特征在于，所述服务器具体用于：根据所述第一图像确定着火区域；确定所述着火区域的最小外接矩形；确定所述最小外接矩形的各顶点的第二顶点坐标，并控制各所述辅无人机位于所述第二顶点坐标对应的位置上方。5.根据权利要求3或4所述的森林火灾监测系统，其特征在于，所述服务器具体用于：按照采集时间顺序，分别将标定时间点对应的一张所述第二图像和多张所述第三图像进行拼接，获得连续多张拼接图像；对所述拼接图像进行可视化优化处理；将经过可视化优化处理的连续多张所述拼接图像依次叠加入背...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫华，涂家勇，李江，涂迪，
申请(专利权)人：光谷技术股份公司，
类型：发明
国别省市：