專利名稱：基于無人機(jī)的林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于無人機(jī)的林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指揮系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種林火監(jiān)測與應(yīng)急指揮系統(tǒng)，特別涉及一種基于無人機(jī)的林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指揮系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]森林防火工作的重點(diǎn)是對(duì)火情早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)報(bào)、早撲救，其中難點(diǎn)是應(yīng)用高科技手段動(dòng)態(tài)監(jiān)測林區(qū)及時(shí)發(fā)現(xiàn)煙火、快速撲救防止形成大災(zāi)。目前森林火災(zāi)監(jiān)測通常有氣象衛(wèi)星遙感、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和無人機(jī)巡航三種動(dòng)態(tài)監(jiān)測手段，其中氣象衛(wèi)星地面精度較低，火災(zāi)早期或較小的林火在衛(wèi)星上均難以反映，監(jiān)測使用有很大的局限性；遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控因攝像頭視角與放大倍數(shù)制約存在監(jiān)測距離與監(jiān)測范圍的矛盾，密集布設(shè)導(dǎo)致建設(shè)與維護(hù)成本極高，且煙火識(shí)別誤差較高，受云霧天氣影響局限較大，不能充分滿足林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測的需要。無人機(jī)作為一種小型的飛行器，其靈活性高、監(jiān)測時(shí)效性強(qiáng)、拍攝影像分辨率高，完全可以滿足林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測的需求。[0003]目前無人機(jī)系統(tǒng)多側(cè)重于野外拍照采集，很少有拍照結(jié)果實(shí)時(shí)無線傳輸并深入分析，集成應(yīng)用于林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指揮領(lǐng)域的甚少。偶有應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行巡查拍照或攝像，僅僅對(duì)無人機(jī)拍攝的影像做一些簡單的處理，缺乏深入地分析，大多還要靠人工去識(shí)別火點(diǎn)，不能實(shí)時(shí)處理分析無人機(jī)航拍或攝像結(jié)果得到火情動(dòng)態(tài)，智能判斷林火蔓延方向與發(fā)展態(tài)勢，難以根據(jù)火情動(dòng)態(tài)科學(xué)制定林火撲救的方案。[0004]綜合來看，現(xiàn)有的林火監(jiān)測和撲救系統(tǒng)存在以下不足:[0005](I)大部分系統(tǒng)所采用的監(jiān)測手段成本高昂，應(yīng)用局限較大。[0006](2)不能 對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接收處理和深入分析，未能充分發(fā)揮航拍監(jiān)測的優(yōu)勢。[0007](3)無人機(jī)系統(tǒng)與指揮中心之間銜接不夠緊密，數(shù)據(jù)處理分析往往滯后，不能滿足林火應(yīng)急指揮對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求。[0008](4)沒有結(jié)合林火監(jiān)測與應(yīng)急指揮業(yè)務(wù)流程，設(shè)計(jì)研發(fā)一套集無人機(jī)巡航監(jiān)測、火情監(jiān)測與蔓延模擬、撲救方案設(shè)計(jì)與應(yīng)急調(diào)度、災(zāi)后評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)于一體的集成系統(tǒng)，難以全面提升林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測效率與應(yīng)急指揮水平。實(shí)用新型內(nèi)容[0009]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于無人機(jī)的林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指揮系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了無人機(jī)飛行控制、無線通信、衛(wèi)星定位導(dǎo)航和地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)巡航監(jiān)測、實(shí)時(shí)通信傳輸、火點(diǎn)識(shí)別與火災(zāi)預(yù)警、火災(zāi)態(tài)勢分析與蔓延模擬、撲救方案設(shè)計(jì)與應(yīng)急調(diào)度、災(zāi)后評(píng)價(jià)災(zāi)情統(tǒng)計(jì)于一體的集成系統(tǒng)，具有成本低和實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。[0010]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案，一種基于無人機(jī)的林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指 車系統(tǒng)，包括以下內(nèi)各:[0011]本系統(tǒng)包括無人機(jī)、地面站和控制中心三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，地面站可機(jī)動(dòng)至巡查區(qū)域或火場附近，指揮中心部署在防火指揮部，保持無人機(jī)和地面站、地面站和指揮中心之間的良好通信聯(lián)絡(luò)。以無人機(jī)系統(tǒng)為數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，對(duì)林區(qū)進(jìn)行巡回監(jiān)測進(jìn)行影像拍照或視頻拍攝，并向地面站實(shí)時(shí)無線下傳影像、視頻和飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)；地面站是集成了無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)傳輸?shù)牟僮髌脚_(tái)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)巡航路線規(guī)劃、巡查自導(dǎo)航、航拍片無線傳輸與動(dòng)態(tài)接收；指揮中心具有監(jiān)測數(shù)據(jù)快速處理和分析的系統(tǒng)，可以無線或有線通信實(shí)時(shí)接收地面站的動(dòng)態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，快速糾正處理影像和視頻、自動(dòng)識(shí)別已燃火點(diǎn)與潛在火點(diǎn)、判斷火情火勢、模擬火場蔓延、發(fā)布火災(zāi)預(yù)警信號(hào)與火情，輔助防火指揮部進(jìn)行防火人員物資調(diào)度、人員疏散路徑規(guī)劃、撲救方案設(shè)計(jì)，同時(shí)還可以進(jìn)行災(zāi)后的森林火災(zāi)等級(jí)評(píng)定、危害評(píng)價(jià)與災(zāi)情統(tǒng)計(jì)。無人機(jī)系統(tǒng)搭載有數(shù)字相機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位儀、慣性測量儀、無線信號(hào)收發(fā)器等設(shè)備，根據(jù)地面站自導(dǎo)指令按規(guī)劃航線或手動(dòng)操控，對(duì)監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行巡回監(jiān)測，實(shí)時(shí)傳回影像和視頻以及影像拍攝時(shí)無人機(jī)的位置信息和拍攝參數(shù)。無線信號(hào)收發(fā)器可以接收地面站發(fā)送的指令，并能夠?qū)⑴臄z的影像和視頻通過壓縮處理后實(shí)時(shí)傳回給地面站；衛(wèi)星導(dǎo)航定位設(shè)備和慣性測量設(shè)備可以記錄影像拍攝時(shí)數(shù)字相機(jī)的位置(經(jīng)緯度和高程)和拍攝姿態(tài)(航向角、前傾角、側(cè)傾角)，這些參數(shù)可用于對(duì)影像幾何校正等預(yù)處理過程。地面站實(shí)時(shí)接收無人機(jī)傳回的數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給指揮中心。地面站和控制中心之間可根據(jù)條件建立有線或無線的通信連接，利用TCP/IP、UDP等傳送協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。指揮中心對(duì)地面站傳過來的影像、視頻等監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理識(shí)別，根據(jù)拍攝參數(shù)對(duì)影像進(jìn)行校正，然后進(jìn)行掃描分析，判斷是否有潛在火點(diǎn)和已燃火點(diǎn)；對(duì)潛在火點(diǎn)和已燃火點(diǎn)的判斷是逐個(gè)將柵格的值與預(yù)設(shè)的閥值(所述閥值來自結(jié)合各林種理論燃燒溫度和實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成經(jīng)驗(yàn)值的數(shù)據(jù)庫)進(jìn)行比較，超過閥值為潛在火點(diǎn)或已燃火點(diǎn)。如果有潛在火點(diǎn)，指揮中心發(fā)布火災(zāi)預(yù)警；如果有已燃火點(diǎn)，通過指揮中心具有的模擬分析功能，可以根據(jù)拍攝時(shí)間連續(xù)的幾張影像進(jìn)行火災(zāi)態(tài)勢分析，得到蔓延擴(kuò)散的主方向及其速度和加速度等信息；還可以動(dòng)態(tài)模擬火災(zāi)的蔓延范圍，為人員疏散、撲救指揮提供直接依據(jù)。根據(jù)火災(zāi)態(tài)勢分析與蔓延模擬結(jié)構(gòu)，利用指揮中心系統(tǒng)的應(yīng)急指揮功能進(jìn)行防火人員物資管理與調(diào)度、人員疏散路徑規(guī)劃、撲救方案設(shè)計(jì)；撲救路線是基于DEM柵格計(jì)算的，計(jì)算從山腳下到火場之間的路線；疏散路線是基于矢量道路的計(jì)算，計(jì)算最佳的行車路線。根據(jù)無人機(jī)拍攝影像提取最終火災(zāi)范圍，與林班等圖層進(jìn)行疊加分析，統(tǒng)計(jì)火災(zāi)造成的林木直接損失，進(jìn)行火災(zāi)危害評(píng)價(jià)和等級(jí)評(píng)定?；馂?zāi)損失計(jì)算是根據(jù)受災(zāi)范圍轉(zhuǎn)化為一個(gè)矢量多邊形，再將該多邊形與林班、建筑物等矢量圖層疊加，以此計(jì)算出火災(zāi)的直接損失。本系統(tǒng)相對(duì)于現(xiàn)有系統(tǒng)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:I)系統(tǒng)以無人機(jī)作為數(shù)據(jù)源，機(jī)動(dòng)靈活性高、成本低、拍攝影像分辨率高，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性較好。2)系統(tǒng)在地面站集成了無人機(jī)飛行控制與數(shù)據(jù)無線傳輸功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)實(shí)時(shí)操控，數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮處理無線通信下載、并實(shí)時(shí)傳輸至指揮中心；[0022]3)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了地面站操作平臺(tái)和指揮中心應(yīng)用平臺(tái)的實(shí)時(shí)對(duì)接，能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、視頻傳輸?shù)龋缘孛嬲緸闃蛄簩?shí)現(xiàn)了指揮中心和無人機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，解決了距離過遠(yuǎn)指揮中心與無人機(jī)之間無法進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的問題；[0023]4)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)處理分析功能都集成于指揮中心，無人機(jī)和地面站的功能負(fù)荷都較小，無人機(jī)只需將拍攝圖像及拍攝瞬間的位置和姿態(tài)信息傳回地面站即可，故對(duì)無人機(jī)及其處理系統(tǒng)要求不高。[0024]5)指揮中心系統(tǒng)具有火點(diǎn)識(shí)別功能，通過對(duì)無人機(jī)拍攝的單張可見光或紅外圖像，進(jìn)行快速掃描、幾何校正和自動(dòng)識(shí)別，結(jié)合預(yù)設(shè)的閥值和柵格計(jì)算，能快速獲取火場動(dòng)態(tài)的火情信息，處理效率高。[0025]6)指揮中心系統(tǒng)具有分析模擬功能，基于連續(xù)拍攝的圖像進(jìn)行火災(zāi)態(tài)勢分析，計(jì)算提取林火蔓延時(shí)的主方向、速度與加速度以及蔓延范圍動(dòng)態(tài)模擬，對(duì)森林防火機(jī)構(gòu)開展林火撲救、人員疏散、物資輸送等決策提供寶貴的預(yù)警時(shí)間和實(shí)用的決策參考信息，實(shí)用性強(qiáng)。[0026]7)將三維GIS技術(shù)融入系統(tǒng)之中，充分應(yīng)用GIS在空間分析上的優(yōu)勢，在三維場景下非常直觀地基于DEM柵格的撲救路線計(jì)算、基于矢量道路的疏散路線計(jì)算、基于矢量疊加分析的火災(zāi)損失計(jì)算等。


[0027]圖1是整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖[0028]圖2是無人機(jī)系統(tǒng)的組成示意圖[0029]圖3是地面站系統(tǒng)的組成示意圖[0030]圖4是地面站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖[0031]圖5是指揮中心系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖[0032]圖6是整個(gè)系統(tǒng)集成控制流程框圖具體實(shí)施方式
[0033]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。[0034]實(shí)施例[0035]如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)分為無人機(jī)、地面站和控制中心三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，地面站可機(jī)動(dòng)至巡查區(qū)域或火場附近，指揮中心部署在防火指揮部，保持無人機(jī)和地面站、地面站和指揮中心之間的良好通信聯(lián)絡(luò)。[0036]如圖2所示，準(zhǔn)備好無人機(jī)系統(tǒng)，搭載有數(shù)字相機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位儀、慣性測量儀、無線信號(hào)收發(fā)器等設(shè)備，無人機(jī)系統(tǒng)通過微波與地面站系統(tǒng)進(jìn)行無線通信，無人機(jī)根據(jù)規(guī)劃航線可以飛出地面站信號(hào)發(fā)射的接收范圍，但無人機(jī)要下傳數(shù)據(jù)給地面站或接收地面站指令時(shí)，應(yīng)確保通信暢通。下傳數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)傳回的影像和視頻，以及影像拍攝時(shí)無人機(jī)的位置信息和拍攝參數(shù)，地面站指令是向無人機(jī)上的飛控模塊發(fā)送的行動(dòng)指令，包括起飛、上升、下降、懸停、按指定方向前進(jìn)、拍照模式切換、拍照或攝像開啟與結(jié)束動(dòng)作、數(shù)據(jù)下載、上傳航線、按航線自駕以及云臺(tái)方向、傾角調(diào)整等。[0037]如圖3所示，地面站系統(tǒng)由高性能筆記本、無線收發(fā)裝置、手動(dòng)遙控裝置和航拍數(shù)據(jù)采集傳輸裝置組成，航拍數(shù)據(jù)采集傳輸裝置集成了無人機(jī)飛控功能，并基于三維平臺(tái)實(shí)現(xiàn)三維飛行、航線管理、飛航制導(dǎo)、云臺(tái)控制與航拍、航拍數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)設(shè)置，功能結(jié)構(gòu)見圖4。三維飛行功能包括鍵盤或鼠標(biāo)操作手動(dòng)模擬飛行，按歷史航線或規(guī)劃航線模擬飛行，無人機(jī)自導(dǎo)狀態(tài)下飛行，可以自駕或他駕兩個(gè)視角手機(jī)查看飛行場景并播放圖像或視頻。航線管理包括航線設(shè)計(jì)、航線調(diào)整和航線導(dǎo)入導(dǎo)出等，航線設(shè)計(jì)是在三維地形下可視化設(shè)計(jì)飛行路線，形成的規(guī)劃航線可預(yù)存于地面站，并可向無人機(jī)發(fā)送指令按規(guī)劃航線自動(dòng)飛行；飛航制導(dǎo)是地面站系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地接收顯示無人機(jī)狀態(tài)參數(shù)，能夠根據(jù)這些參數(shù)(坐標(biāo)、時(shí)間、高度)自動(dòng)保存實(shí)際飛行航線，并可調(diào)整自導(dǎo)飛行時(shí)的參數(shù)，這些參數(shù)主要包括坐標(biāo)、時(shí)間、高度、飛行速度、風(fēng)速、溫度、濕度、操作限制、著陸參數(shù)、油門/電力信息、巡航里程、云臺(tái)姿態(tài)等；并將設(shè)置后參數(shù)生成可識(shí)別的文件格式，并以指令形式發(fā)送給無人機(jī)，數(shù)字化精確操控飛行方向、高度和速度等飛行狀態(tài)。云臺(tái)控制與航拍是地面站系統(tǒng)可視化方式設(shè)置云臺(tái)姿態(tài)，以及切換航拍成像方式(數(shù)碼相機(jī)、日光型彩色攝像機(jī)、微光黑白攝像機(jī)、紅外熱成像攝像機(jī)以及可視光視頻錄像)等，并能以指令實(shí)時(shí)操控云臺(tái)。航拍數(shù)據(jù)傳輸包括指令上傳，飛行參數(shù)和圖片視頻實(shí)時(shí)下傳，并能將無人機(jī)下載的圖片視頻連同飛行參數(shù)一起實(shí)時(shí)傳輸?shù)街笓]中心。系統(tǒng)設(shè)置主要包括地面站三維場景設(shè)置，無人機(jī)地面站通信連接設(shè)置，指令上傳、飛行參數(shù)和航拍數(shù)據(jù)下傳接口設(shè)置等。為了提高傳輸效率，圖片視頻下傳前進(jìn)行初步的壓縮處理，圖片按JPEG格式壓縮，視頻按rmvb格式壓縮。指揮中心系統(tǒng)由高性能服務(wù)器、無線收發(fā)裝置和森林火災(zāi)撲救指揮系統(tǒng)組成，如圖6所示，指揮中心森林火災(zāi)撲救指揮系統(tǒng)對(duì)地面站系統(tǒng)傳過來的影片視頻結(jié)合飛行參數(shù)進(jìn)行處理識(shí)別，首先根據(jù)影像的拍攝參數(shù)對(duì)影像進(jìn)行校正，然后進(jìn)行掃描分析，判斷是否有潛在火電和已燃火點(diǎn)，如果有潛在火點(diǎn)則在三維地形中進(jìn)行標(biāo)注，發(fā)布火災(zāi)預(yù)警信號(hào)。如果有已燃火點(diǎn)，則將影像疊加到三維地形中，并根據(jù)連續(xù)幾張同一位置的影像進(jìn)行火災(zāi)態(tài)勢分析，提取蔓延擴(kuò)散主方向及其速度和加速度等信息，可以進(jìn)一步進(jìn)行蔓延模擬得到不同時(shí)段的蔓延范圍。根據(jù)火災(zāi)態(tài)勢分析和蔓延模擬結(jié)果，輔助防火指揮部進(jìn)行人員疏散、物資調(diào)度和撲救指揮等。如圖5所示，森林火災(zāi)撲救指揮系統(tǒng)基于C/S結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)巡航飛行、航線管理、處理識(shí)別、應(yīng)急指揮、分析模擬和信息發(fā)布，巡航飛行包括按規(guī)劃或歷史航線飛行模擬，或根據(jù)無人機(jī)實(shí)時(shí)的衛(wèi)星定位坐標(biāo)進(jìn)行自導(dǎo)航飛行，播放監(jiān)測的圖像或視頻。航線管理包括航線設(shè)計(jì)、航線發(fā)送、航線調(diào)整和航線接收功能，可以與地面站系統(tǒng)的航線管理同步，更新相關(guān)航線數(shù)據(jù)。處理識(shí)別包括航片接收、校正掃描、火點(diǎn)識(shí)別、潛在火點(diǎn)分析。分析模擬是根據(jù)航拍片進(jìn)行態(tài)勢分析，得到火災(zāi)蔓延方向、速度和加速度，進(jìn)一步蔓延模擬預(yù)測火災(zāi)蔓延范圍。在此基礎(chǔ)上，輔助防火指揮部進(jìn)行應(yīng)急指揮，包括人員物資管理、調(diào)度指揮、疏散路徑規(guī)劃和撲救路徑設(shè)計(jì)。信息發(fā)布包括對(duì)災(zāi)前發(fā)現(xiàn)潛在火點(diǎn)后的火災(zāi)預(yù)警信號(hào)發(fā)布、災(zāi)中的火情動(dòng)態(tài)發(fā)布、災(zāi)后的災(zāi)情統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)布。對(duì)潛在火點(diǎn)和已燃火點(diǎn)的判斷是逐個(gè)的將柵格的值與預(yù)設(shè)的閥值(所述閥值來自結(jié)合各林種理論燃燒溫度和實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成經(jīng)驗(yàn)值的數(shù)據(jù)庫)進(jìn)行比較，超過閥值為潛在火點(diǎn)或已燃火點(diǎn)。撲救路徑設(shè)計(jì)是基于林區(qū)DEM柵格計(jì)算的結(jié)果，計(jì)算從山腳下到火場之間的最優(yōu)路線；疏散路線規(guī)劃是基于林區(qū)道路計(jì)算的結(jié)果，計(jì)算最佳的行車路線?；馂?zāi)損失統(tǒng)計(jì)是根據(jù)受災(zāi)范圍轉(zhuǎn)化為一個(gè)多邊形，再將該多邊形與林班圖層數(shù)據(jù)項(xiàng)疊加，以此計(jì)算出火災(zāi)的損失。[0042]上述實(shí)現(xiàn)為本實(shí)用新型較佳的一種實(shí)現(xiàn)方式，但本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方式并不受上述所述的限制，其他任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.基于無人機(jī)的林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指揮系統(tǒng)，包括無人機(jī)、地面站和指揮中心三個(gè)部分，其特征在于，無人機(jī)用于作為數(shù)據(jù)采集的工具，地面站用于作為控制無人機(jī)的平臺(tái)和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)的平臺(tái)，指揮中心用于作為數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析的平臺(tái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指揮系統(tǒng)，其特征在于，所述的無人機(jī)上搭載有數(shù)字相機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位設(shè)備、慣性測量儀、無線收發(fā)器等裝置；所述數(shù)字相機(jī)根據(jù)地面站傳送的指令，在可見光彩色圖像、微光黑白圖像、紅外熱成像和視頻這四種拍攝模式中進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換，以適應(yīng)不同時(shí)間不同場景的拍攝；慣性測量儀和衛(wèi)星導(dǎo)航定位設(shè)備同步地記錄影像拍攝時(shí)數(shù)字相機(jī)的位置和拍攝姿態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指揮系統(tǒng)，所述地面站包括電腦、無線收發(fā)裝置、手動(dòng)遙控裝置和航拍數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，所述航拍數(shù)據(jù)采集傳輸裝置集成了無人機(jī)飛控模塊，基于三維平臺(tái)實(shí)現(xiàn)三維飛行、航線管理、飛航制導(dǎo)、云臺(tái)控制與航拍、航拍數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)以及對(duì)無人機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指揮系統(tǒng)，其特征在于，所述指揮中心包括服務(wù)器和無線收發(fā)裝置，指揮中心通過無線收發(fā)裝置接收地面站系統(tǒng)傳過來的飛行參數(shù)和影像，結(jié)合飛行參數(shù)對(duì)影像進(jìn)行處理識(shí)別，判斷是否有潛在火點(diǎn)和已燃火點(diǎn)，如果有潛在火點(diǎn)則發(fā)布火災(zāi)預(yù)警信號(hào)；如果有已燃火點(diǎn)，則根據(jù)連續(xù)拍攝的幾張影像進(jìn)行火災(zāi)態(tài)勢分析，并進(jìn)一步動(dòng)態(tài)蔓延模擬得到不同時(shí)段的蔓延范圍，以輔助進(jìn)行人員疏散、物資調(diào)度和撲救指揮決策。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指揮系統(tǒng)，其特征在于，無人機(jī)與地面站之間通過微波無線通信，地面站通過3G網(wǎng)絡(luò)與指揮中心實(shí)時(shí)通信；無人機(jī)航拍照片和視頻下傳至地面站，地面站把航拍照片和視頻傳輸至指揮中心前，對(duì)航拍照片視頻進(jìn)行壓縮處理，所述航拍圖片按JPEG格式壓縮，所述視頻按rmvb格式壓縮傳輸。
專利摘要一種基于無人機(jī)的林火動(dòng)態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急指揮系統(tǒng)，該系統(tǒng)由無人機(jī)、地面站和指揮中心三部分組成。無人機(jī)作為數(shù)據(jù)采集工具，上面搭載有航拍設(shè)備、衛(wèi)星導(dǎo)航定位設(shè)備、慣性測量裝備等，對(duì)監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行巡回監(jiān)測；地面站對(duì)無人機(jī)發(fā)送操控指令并實(shí)時(shí)接收無人機(jī)傳回的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至指揮中心；指揮中心對(duì)航拍數(shù)據(jù)進(jìn)行處理識(shí)別得出潛在火點(diǎn)和已燃火點(diǎn)，進(jìn)行蔓延模擬和態(tài)勢分析，發(fā)布火災(zāi)預(yù)警信號(hào)、火情動(dòng)態(tài)和災(zāi)情統(tǒng)計(jì)結(jié)果等信息，并可視化分析人員疏散路徑，制定撲救方案和人員物資調(diào)度策略。具有處理效率高和成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B7/185GK202976376SQ20122062506
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者包世泰 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)