监测建模装置及森林应急消防监测系统制造方法及图纸

本申请涉及森林应急消防技术领域，特别地涉及用于航拍监测建模的监测建模装置及森林应急消防监测系统。监测建模装置设置在飞行器上以在航拍现场进行航拍监测建模。监测建模装置包括：数据采集模块，用于采集航拍现场的多模态信息；融合定位模块，用于接收多模态信息并通过SLAM算法对多模态信息进行融合以获得位姿信息；地图模块，基于位姿信息进行三维建图以获得三维地图信息；以及发送模块，用于将三维地图信息进行发送。监测建模装置采用航拍获取的现场数据进行三维建图，可实现灾害现场快速建模，以及实时灾情监测，从而为调度指挥中心提供判断依据。中心提供判断依据。中心提供判断依据。

【技术实现步骤摘要】
监测建模装置及森林应急消防监测系统


[0001]本申请涉及森林应急消防
，特别地涉及用于航拍监测建模的监测建模装置及森林应急消防监测系统。

技术介绍

[0002]在森林消防的应急场景中，主要存在两大难题：一个是森林场景是典型的复杂非结构化灾害现场，这种场景是机器人同步建图和定位中的公认难题，而且卫星遥感或大地测绘通常为离线建图，无法快速获取灾害现场3D地图，三维地形和态势信息无法很好地获取；另一个是森林消防现场环境复杂，多烟尘，影响视觉信息的获取，缺少灾害状态监测技术。由于存在包括上述两个难题在内的技术困难，因此现有技术还无法提供技术方案，以实现对现场信息快速准确地获取，以及对火灾以及救灾情况的监测。
[0003]目前亟需一种监测建模装置及森林应急消防监测系统来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0004]根据本申请的一个方面，提出了一种用于航拍监测建模的监测建模装置，该监测建模装置可设置飞行器上以在航拍现场进行航拍监测建模，该监测建模装置可包括：
[0005]数据采集模块，可用于采集航拍现场的多模态信息；
[0006]融合定位模块，可用于接收多模态信息并通过SLAM算法对多模态信息进行融合以获得位姿信息；
[0007]地图模块，可基于位姿信息进行三维建图以获得三维地图信息；以及
[0008]发送模块，可用于将三维地图信息进行发送。
[0009]根据本申请的实施方式的用于航拍监测建模的监测建模装置还可以包括：
[0010]回环检测模块，可用于对位姿信息进行校正；以及
[0011]信息优化模块，可用于接收经校正的位姿信息并根据经校正的位姿信息对全部位置的位姿信息进行优化。
[0012]在根据本申请实施方式的用于航拍监测建模的监测建模装置中，数据采集模块可包括：
[0013]惯性导航传感器，可用于获取飞行器的加速度和角速度信息；
[0014]实时动态传感器，可用于获取飞行器的卫星定位信息；
[0015]雷达传感器，可用于获取航拍现场的点云定位信息；以及
[0016]相机，可用于获取航拍现场的视觉定位信息，
[0017]其中，加速度信息、角速度信息、卫星定位信息、点云定位信息和/或视觉定位信息构成多模态信息。
[0018]在根据本申请实施方式的用于航拍监测建模的监测建模装置中，融合定位模块还可将多模态信息中的预测信息与精准信息进行融合，从而输出具有多自由度的位姿信息，
[0019]其中，预测信息可以为高频率的加速度信息、角速度信息和卫星定位信息，精准信
息可以为低频率、高精度的点云定位信息和视觉定位信息。
[0020]在根据本申请实施方式的用于航拍监测建模的监测建模装置中，回环检测模块还可实时接收新的位姿信息，并将新的位姿信息与已接收的位姿信息进行对比，以判断新的位姿信息与已接收的位姿信息是否相同。
[0021]在根据本申请实施方式的用于航拍监测建模的监测建模装置中，如果新的位姿信息与所述已接收的位姿信息相同，则根据新的位姿信息对位姿信息进行更新。
[0022]在根据本申请实施方式的用于航拍监测建模的监测建模装置中，信息优化模块还可对全部位置的位姿信息进行重新定位，以获得轨迹信息和周围环境信息，以及根据经校正的位姿信息确定优化标准，依据优化标准对所述轨迹信息和周围环境信息进行优化，并将经优化的轨迹信息和周围环境信息转换为坐标信息。
[0023]在根据本申请实施方式的用于航拍监测建模的监测建模装置中，地图模块还可接收所述坐标信息并将坐标信息进行结合，以建立全局信息一致的三维地图。
[0024]通过根据本申请的用于航拍监测建模的监测建模装置，可以采用航拍的方式获取现场的信息，并利用采集到的信息进行三维建图，其中，采用SLAM算法对采集的多模态信息进行融合，采用回环检测的方式对位姿信息进行校正，可获取更加精准的位姿信息，从而可快速准确地建立三维地图。
[0025]根据本申请的另一个方面，还提出了一种森林应急消防监测系统，其包括上述用于航拍监测建模的监测建模装置以及调度指挥装置，该调度指挥装置可包括：
[0026]接收模块，可用于与监测建模装置的发送模块进行通讯、接收三维建图信息、接收无人机基站和救援人员定位信息、以及接收红外视频信号和航拍视频信号；以及
[0027]显示模块，可用于显示监测的状态信息，显示模块显示的状态信息还可包括如下中的一种或多种：
[0028]时间、日期、信号质量、环境信息、定位显示平台、搜救人员信息平台、三维地图、红外视频和航拍视频。
[0029]在根据本申请实施方式的森林应急消防监测系统中，调度指挥装置还可包括：
[0030]存储模块，可用于自动记录时间、地点和救援人员轨迹。
[0031]和/或
[0032]地图优化模块，用于通过回环检测对三维地图进行优化。
[0033]和/或
[0034]识别模块，用于采集火灾现场的场景信息，场景信息包括如下中的一种或多种：
[0035]草木种类、风力、风向、温度、湿度。
[0036]通过根据本申请的用于航拍监测建模的森林应急消防监测系统，可以接收火灾现场信息，并进行显示，为调度中心指挥提供依据，实现全局监测。
附图说明
[0037]附图示出了本申请的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本申请的原理，其中包括了这些附图以提出对本申请的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0038]图1示出根据本申请实施方式的监测建模装置的框图；
[0039]图2示出根据本申请实施方式的监测建模装置的框图；
[0040]图3示出根据本申请实施方式的监测建模装置的框图；
[0041]图4示出根据本申请实施方式的森林应急消防监测系统的框图；
[0042]图5示出根据本申请实施方式的森林应急消防监测系统的调度指挥装置的框图；以及
[0043]图6示出根据本申请实施方式的森林应急消防监测系统的调度指挥装置的框图。
具体实施方式
[0044]下面结合附图和实施方式对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本申请的限制。为简明起见，在本申请各实施方式的描述中，对于相同或者类似的装置/方法步骤，使用相同或者相似的附图标记。
[0045]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0046]根据本申请的实施方式，提供了一种用于航拍监测建模的监测建模装置。监测建模装置搭载在飞行器(如无人机，特别是长航程无人机)上，通过飞行器在森林火灾现场进行循环飞行，利用监测建模装置采集现场信息，可以基于这些采集到的信息进行三维建图等。
[0047]图1示出根据本申请实施方式的用于航拍监测建模的监测建模装置的框图。如图1所示，该用于航拍监测建模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于航拍监测建模的监测建模装置，所述监测建模装置设置飞行器上以在航拍现场进行航拍监测建模，所述监测建模装置包括：数据采集模块，用于采集所述航拍现场的多模态信息；融合定位模块，用于接收所述多模态信息并通过SLAM算法对多模态信息进行融合以获得位姿信息；地图模块，基于所述位姿信息进行三维建图以获得三维地图信息；以及发送模块，用于将所述三维地图信息进行发送。2.如权利要求1所述的用于航拍监测建模的监测建模装置，还包括：回环检测模块，用于对所述位姿信息进行校正；以及信息优化模块，用于接收经校正的位姿信息并根据所述经校正的位姿信息对全部位置的位姿信息进行优化。3.如权利要求1或2所述的用于航拍监测建模的监测建模装置，其中，所述数据采集模块包括：惯性导航传感器，用于获取所述飞行器的加速度和角速度信息；实时动态传感器，用于获取所述飞行器的卫星定位信息相机；雷达传感器，用于获取所述航拍现场的点云定位信息；以及相机，用于获取所述航拍现场的视觉定位信息，其中，所述加速度信息、角速度信息、卫星定位信息、点云定位信息和/或视觉定位信息构成所述多模态信息。4.如权利要求3所述的用于航拍监测建模的监测建模装置，其中，所述融合定位模块还将所述多模态信息中的预测信息与精准信息进行融合，从而输出具有多自由度的位姿信息，其中，所述预测信息为高频率的加速度信息、角速度信息和卫星定位信息，所述精准信息为低频率、高精度的点云定位信息和视觉定位信息。5.如权利要求2-4中任一项所述的用于航拍监测建模的监测建模装置，其中，所述回环检测模块还实时接收新的位姿信息，并将所述新的位姿信息与已接收的位姿信息进行对比，以判断所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，张景利，吴爱枝，蔡晔，侯占杰，黄威，于富才，肖文科，李莉莉，文明，
申请(专利权)人：北京清杉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：