一种森林火点定位算法制造技术

本发明专利技术公开了一种森林火点定位算法，包括以下步骤：S1：获取发现火点处摄像头的水平角及俯仰角数据；S2：以摄像头所在位置为原点，建立模拟直角坐标系，并根据水平角A确定火点所在位置象限；S3：根据GP服务，结合摄像头所在位置的经纬度，获得摄像头在该位置处的高程数据，再加上摄像头支架的高度，即为摄像头的高程H，并将摄像头所在位置的地理坐标转换为投影坐标。有益效果：算法基于云台摄像头所在位置经纬度、水平角、俯仰角及高程数据，结合设置的推进步长和高程差的数值经度，来计算火点精确位置，并得出火点的精确经纬度及高程数据。并得出火点的精确经纬度及高程数据。并得出火点的精确经纬度及高程数据。

【技术实现步骤摘要】
一种森林火点定位算法


[0001]本专利技术涉及森林防火定位
，尤其涉及一种森林火点定位算法。

技术介绍

[0002]森林防火一直以来都是林业工作的重中之重，森林火点的防范、监测能够 有效的规避巨大的安全隐患，减少国家和人民的财产损失。目前，火灾监测的 主要方式有地面巡护、瞭望监测、飞机巡航监测和卫星监测等，这些方式均不 能做到全天候、无死角、高效及时的火灾预警监控。
[0003]具体来说，地面巡护及瞭望监测均主要借助于肉眼观测，进一步可借助望 远镜、观测台等设备进行观测，无法做到24小时不间断监控，监测结果也无法 及时传输、有效回溯。飞机巡航监测主要借助无人机或者直升机，再辅以可见 光、红外或者其他设备进行监测，其单次费用较高且仍无法实现不间断监控， 也就无法有效对火情进行排查、预警。卫星监测则费用更为昂贵，且不具备专 门观测某地的能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种森林火点定位算法，算法基于云台摄像头所在位 置经纬度、水平角、俯仰角及高程数据，结合设置的推进步长和高程差的数值 经度，来计算火点精确位置，并得出火点的精确经纬度及高程数据。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种森林火点定位算法，包括以下步骤：
[0007]S1：获取发现火点处摄像头的水平角及俯仰角数据；
[0008]S2：以摄像头所在位置为原点，建立模拟直角坐标系，并根据水平角A确 定火点所在位置象限；
[0009]S3：根据GP服务，结合摄像头所在位置的经纬度，获得摄像头在该位置处 的高程数据，再加上摄像头支架的高度，即为摄像头的高程H，并将摄像头所在 位置的地理坐标转换为投影坐标；
[0010]S4：以摄像头所在位置为起点，水平角为方向，增加步长值(n+1)*S，n 为自然数，计算该点的投影坐标，并根据投影坐标获得该点真实的高程数据， 记为H1；
[0011]根据摄像头俯仰角，横向增加步长值(n+2)*S后，n为自然数，计算出该 点的高程数据，并记为H2；
[0012]S5：判断︱H1
‑
H2︱是否小于P；
[0013](1)若︱H1
‑
H2︱≥P且H1＞H2，则表示未找到火点的范围，则在步骤S4 的基础上继续增加一个步长值S，并继续步骤S4的计算，直至满足︱H1
‑
H2︱＜ P，再将投影坐标转换为地理坐标，并输出符合精度要求的高程值，该点坐标则 为火点位置的经纬度；
[0014](2)若︱H1
‑
H2︱≥P且H1≤H2，则表示火点范围在计算的两点之间，但 精度不够；继续保持步骤S4得出的高程数据H1，并取回退步长n*s计算，并获 取回退点真实高程数据H2，
直至满足︱H1
‑
H2︱＜P，再将投影坐标转换为地理 坐标，并输出符合精度要求的高程值，该坐标则为火点位置的经纬度。
[0015]进一步的，所述步骤S4中，坐标系原点为摄像头位置，投影坐标为(x1， y1)，增加的步长值为S，则所求的火点位置投影坐标为[(x1+(n+1)*S*sinA)， (y1+(n+1)*S*cosA)]，n为自然数，并根据投影坐标即可得到该点的高程数 据H1。
[0016]进一步的，所述步骤S4中，摄像头中心视线与水平方向的夹角，即为俯仰 角B，增加的步长值为S，则计算出的下一个位置的高程值为(H
‑
(n+2)*S*tanB)， n为自然数。
[0017]本专利技术的有益效果是：算法基于云台摄像头所在位置经纬度、水平角、俯 仰角及高程数据，结合设置的推进步长和高程差的数值经度，来计算火点精确 位置，并得出火点的精确经纬度及高程数据。再结合PC端的实时画面，标注火 点在GIS地图中的位置，并同步控制摄像头联动，将视角转动到火点的视角， 实现火点精确、可视化定位。
附图说明
[0018]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 例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是 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的 前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为一种森林火点定位算法流程图；
[0020]图2为水平方向坐标系示意图；
[0021]图3为火点垂直投影坐标系示意图；图4为森林火点可视化定位系统示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是 全部的实施例。
[0023]术语：高程差精度值P，考虑到实际环境和地图DEM数据的精度等因素影响， 在平原地区，且乔木等较少的情况下，算法可以很容易的计算出火点的大致位 置且相对精确，此时P值建议设为1。
[0024]在山区或者乔木较多的情况，摄像头监测到的烟雾情况可能是漂浮在半空 中，不是火点本身所在位置，此时P值建议设置为3。当高程差精度值P设置太 小时，容易导致错过火点真实发生位置，设置太大容易导致计算火点位置偏近， 故在设置后还需要进行多次现场测试，以获取该地区最合适的高程差精度值P。
[0025]根据本专利技术的实施例，提供了一种森林火点定位算法。
[0026]参照图1
‑
3，根据本专利技术实施例的森林火点定位算法，包括包括以下步骤：
[0027]S1：获取发现火点处摄像头的水平角及俯仰角数据；
[0028]S2：以摄像头所在位置为原点，建立模拟直角坐标系，并根据水平角A确 定火点所在位置象限；
[0029]S3：根据GP服务，结合摄像头所在位置的经纬度，获得摄像头在该位置处 的高程数据，再加上摄像头支架的高度，即为摄像头的高程H，并将摄像头所在 位置的地理坐标转
换为投影坐标；
[0030]S4：以摄像头所在位置为起点，水平角为方向，增加步长值(n+1)*S，n 为自然数，计算该点的投影坐标，并根据投影坐标获得该点真实的高程数据， 记为H1；
[0031]根据摄像头俯仰角，横向增加步长值(n+2)*S后，n为自然数，计算出该 点的高程数据，并记为H2；
[0032]S5：判断︱H1
‑
H2︱是否小于P；
[0033](1)若︱H1
‑
H2︱≥P且H1＞H2，则表示未找到火点的范围，则在步骤S4 的基础上继续增加一个步长值S，并继续步骤S4的计算，直至满足︱H1
‑
H2︱＜ P，再将投影坐标转换为地理坐标，并输出符合精度要求的高程值，该点坐标则 为火点位置的经纬度；
[0034](2)若︱H1
‑
H2︱≥P且H1≤H2，则表示火点范围在计算的两点之间，但 精度不够；继续保持步骤S4得出的高程数据H1，并取回退步长n*s计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种森林火点定位算法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取发现火点处摄像头的水平角及俯仰角数据；S2：以摄像头所在位置为原点，建立模拟直角坐标系，并根据水平角A确定火点所在位置象限；S3：根据GP服务，结合摄像头所在位置的经纬度，获得摄像头在该位置处的高程数据，再加上摄像头支架的高度，即为摄像头的高程H，并将摄像头所在位置的地理坐标转换为投影坐标；S4：以摄像头所在位置为起点，水平角为方向，增加步长值(n+1)*S，n为自然数，计算该点的投影坐标，并根据投影坐标获得该点真实的高程数据，记为H1；根据摄像头俯仰角，横向增加步长值(n+2)*S后，n为自然数，计算出该点的高程数据，并记为H2；S5：判断︱H1
‑
H2︱是否小于P；(1)若︱H1
‑
H2︱≥P且H1＞H2，则表示未找到火点的范围，则在步骤S4的基础上继续增加一个步长值S，并继续步骤S4的计算，直至满足︱H1
‑
H2︱＜P，再将投影坐标转换为地理坐标，并输出符合精度要求的高程...

【专利技术属性】
技术研发人员：程超，杨岩，常振东，王黎升，胡立之，
申请(专利权)人：中科星图智慧科技安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：