CN102693602A - 布点固定式森林火情监测系统 - Google Patents

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Abstract

布点固定式森林火情监测系统,属于林区火情监测技术领域,本发明要解决现有技术森林火情定点监测装置上的传感器种类仅局限于一种或者两种,并且不可更换,在地貌比较复杂的地区,容易产生传感器功能不够,不能完成监测任务,提供布点固定式森林火情监测系统,防护罩设置在转动监测光电稳定平台外面,转动监测光电稳定平台通过减震装置固定在云台上;转动监测光电稳定平台的内框单元内部安装可见光摄像机、紫外线成像仪、全数字动态红外热像仪一种或两种任意组合和激光测距仪;该系统可用来实时、全方位监测森林火情并精确定位、获取高清多种光谱图像同时采集及融合显示并海量便携存取数据,利用多种传感器之间的互换来完成全面、精确的监测任务。

Description

布点固定式森林火情监测系统
技术领域
本发明涉及一种布点固定式森林火情监测系统,属于林区火情监测技术领域。
背景技术
目前世界各国提倡植树造林,退耕还林,森林成为了各个国家重点保护的对象,然而森林火灾每年都是不可避免的,而且给国家带来了巨大的损失,需要大量的人力和财力,所以森林火情监测显得尤其重要。目前应用的森林火情监测方法主要分为三种:一是采用人工监测,二是采用卫星监测,三是定点监测。采用人工监测,由于人的疏忽和过失,往往发现不了初期的火情;采用卫星监测,即时性不好,同样很难发现初期的火情;采用定点监测,目前的定点监测装置上的传感器种类仅局限于一种或者两种,并且不可更换,在地貌比较复杂的地区,容易产生传感器功能不够,不能完成监测任务,或者传感器种类过多,造成不必要的浪费,而且由于缺乏必要的清理措施,传感器外侧附有雨滴、雪花、灰尘等杂物,影响成像质量和监测精度。
发明内容
本发明要解决的问题是,现有技术森林火情定点监测装置上的传感器种类仅局限于一种或者两种,并且不可更换,在地貌比较复杂的地区,由于传感器功能不够,不能完成监测任务。
本发明提供布点固定式森林火情监测系统,微波发射接收天线、地面接收单元、图像处理单元和地面控制中心,该系统还包括转动监测光电稳定平台,防护罩设置在转动监测光电稳定平台外面,转动监测光电稳定平台通过减震装置固定在云台上;转动监测光电稳定平台中基座组件单元上面与减震装置固定连接,下面设置U架单元,减速电机单元安装于U架单元的一侧,减速电机单元通过传动系统与基座组件单元相连;外框架单元与U架单元相连;内框架单元设置在外框架单元内部,外框架单元左右两侧边框外侧,一侧边框安装框架电机组件,另一侧边框安装光电陀螺和外框架电位器组件,外框架单元上下两个边框外侧,一侧边框安装框架电机组件,另一侧边框安有光电陀螺和内框架电位器组件;可见光摄像机、紫外线成像仪、全数字动态红外热像仪中一种或两种任意组合和激光测距仪安装在内框单元内部,透过防护罩进行信息采集。
本发明的有益效果是:本发明布点固定式森林火情监测系统中转动监测光电稳定平台的基座组件单元中齿圈与减速电机单元中的齿轮相啮合,实现平台整体沿圆周方向360度旋转,光电陀螺可以精确控制外框架单元和内框架单元的旋转角度,可见光摄像机、紫外线成像仪、全数字动态红外热像仪中一种或者两种任意组合和激光测距仪安装在内框架单元内部,可用来实时、全方位监测森林火情并精确定位、获取高清多种光谱图像同时采集及融合显示并海量便携存取数据,利用多种传感器之间的互换来完成全面、精确的监测任务,还能通过控制中心实时控制并得到具体报警云台的位置;另外本发明在保护罩外部设置了清理器,这样避免了保护罩外侧附有雨滴、雪花、灰尘等杂物,影响成像质量和监测精度。
附图说明
图1为本发明布点固定式森林火情监测系统示意图。
图2为本发明所述转动监测光电稳定平台轴测图。
图3为本发明所述基座组件单元主视图。
图4为本发明所述U架单元轴测图。
图5为本发明所述减速电机单元轴测图。
图6为本发明所述外框架单元轴测图。
图7为本发明所述内框架单元轴测图。
图8为本发明所述外定位器组件轴测图。
图9为本发明所述内定位器组件图。
图10为本发明布点固定式森林火情监测系统信息传输示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示,本发明布点固定式森林火情监测系统,包括微波发射接收天线、地面接收单元、图像处理单元、地面控制中心、防护罩1、清理器2、电机3、减震装置4和转动监测光电稳定平台5。防护罩1设置在转动监测光电稳定平台5外面,转动监测光电稳定平台5通过减震装置4固定在云台上。清理器2的固定端与基座组件单元6啮合,电机3固定在基座组件单元6上且在清理器2固定端的下面,清理器2的清理面与保护罩1相对应,通过电机3驱动清理器2左右旋转对防护罩1进行必要的清理工作。
如图2至图9所示,转动监测光电稳定平台5由基座组件单元6、U架单元7、减速电机单元8、外框架单元、内框架单元10、两个参数相同的框架电机组件11、两个参数相同的光电陀螺12、外框架定位器组件13和内框架定位器组件14组成。
基座组件单元6包括主轴6-1、齿圈6-2和圆形底座6-3。
U架单元7包括U座7-1和两个U耳7-2。
减速电机单元8包括齿轮8-1和电机座8-2。
基座组件单元6中的主轴6-1与U架单元7中的U座7-1中心孔通过螺纹固连。基座组件单元6中的齿圈6-2与减速电机单元8中的齿轮8-1相啮合,实现平台整体沿圆周方向360度旋转。基座组件单元6中的圆形底座6-3的齿轮与清理器2固定端的齿轮相啮合。
减速电机单元8安装于U座7-1的一侧,通过电机座8-2上的螺纹孔与U座7-1实现螺纹连接。
外框架单元9包括连接轴9-1和圆盘座9-2。
外框架定位器组件13包括外框架夹具13-1和外定位器输入齿轮13-2。
内框架定位器组件14包括内电位器座14-1和内定位器输入齿轮14-2。
外框架单元9通过其两侧的连接轴9-1分别与U架单元7中的两个U耳7-2相连。具有连接轴9-1的两侧边框,分别在一侧边框安装框架电机组件11,另一侧边框安装光电陀螺12、外框架定位器组件13和外定位器输出齿轮15,其中外框架定位器组件13的外框架夹具13-1上的孔通过螺钉与U耳7-2连接,外定位器输出齿轮15通过轴安装在U耳7-2的圆盘外侧,外定位器输出齿轮15的轴线与外框架单元9的连接轴9-1的轴线相重合,外定位器输入齿轮13-2和外定位器输出齿轮15相啮合,控制外框架单元9保证相机视场的条件下在一定的角度范围内转动。并通过框架电机组件11实现外框架单元9的转动,用胶将光电陀螺12粘贴在外定位器输出齿轮15上,通过光电陀螺12精确控制外框架单元9的旋转角度。
内框架单元10通过其两侧的轴10-1分别与外框架单元9两侧的圆盘座9-2相连。外框架单元9具有圆盘座9-2的两个边框,分别在一侧通过轴相连,将框架电机组件11安装在圆盘座9-2上,另一侧边框安有光电陀螺12、内框架定位器组件14和内定位器输出齿轮16,内定位器输出齿轮16的中心轴线与圆盘座9-2的中心轴线相重合,其中内框架定位器组件14利用螺钉通过内电位器座14-1上的孔将其安装在外框架单元9的圆盘座9-2内侧,内定位器输出齿轮16通过轴安装在圆盘座9-2的外侧,使其上的内定位器输入齿轮14-2和内定位器输出齿轮16相啮合,控制内框架单元10保证相机视场的条件下在一定的角度范围内转动。用胶将光电陀螺12粘贴在内定位器输出齿轮16上,通过光电陀螺12精确控制内框架单元10的旋转角度。
光电稳定平台5的内框架单元10上可安装可见光摄像机、紫外线成像仪、全数字动态红外热像仪的任意组合和激光测距仪,通过可视窗对森林火情进行检测。当安装可见光摄像机和全数字动态红外热像仪时,可见光相机放置在内框架单元10的上部,红外相机放置在内框架单元10的下部,分别利用螺钉通过内框架上面的螺纹孔连接。
通过框架电机组件11实现内框架单元10的转动,通过光电陀螺12控精确制内框架单元10的旋转角度。通过内框架单元10和外框架单元9的自动角度调节来保持设置在内框单元10内的仪器的稳定,达到精准测量的目的。
转动监测光电稳定平台5的内框架单元10上可以承载可见光摄像机、紫外线成像仪、全数字动态红外热像仪和激光测距仪,通过它们之间的选择性安装来实现对森林火情全方位的监测功能。
基于图2转动监测光电稳定平台5在图1中是倒置在减震装置4上。
湿度测量仪和风速仪设置在转动监测光电稳定平台5的一侧且固定在云台上,用来对周围环境进行全面测量,以得到更加准确的对火情的评估。另外还设置微波发射接收天线。
如图10所示,本发明布点固定式森林火情监测系统信息传输的流程是,转动监测光电稳定平台5获取监测信息后,通过微波发射接收天线将信息传给地面接收单元,再经过图像处理单元进行信息处理后,传输给地面控制中心。地面控制中心结合传感器监测的具体情况对云台上的监测系统进行实时控制。

Claims (8)

1.布点固定式森林火情监测系统,包括微波发射接收天线、地面接收单元、图像处理单元和地面控制中心,其特征是,该系统还包括转动监测光电稳定平台(5),防护罩(1)设置在转动监测光电稳定平台(5)外面,转动监测光电稳定平台(5)通过减震装置(4)固定在云台上;转动监测光电稳定平台(5)中基座组件单元(6)上面与减震装置(4)固定连接,下面设置U架单元(7),减速电机单元(8)安装于U架单元(7)的一侧,减速电机单元(8)通过传动系统与基座组件单元(6)相连;外框架单元(9)与U架单元(7)相连;内框架单元(10)设置在外框架单元(9)内部,外框架单元(9)左右两侧边框外侧,一侧边框安装框架电机组件(11),另一侧边框安装光电陀螺(12)和外框架电位器组件(13),外框架单元(9)上下两个边框外侧,一侧边框安装框架电机组件(11),另一侧边框安有光电陀螺(12)和内框架电位器组件(14);可见光摄像机、紫外线成像仪、全数字动态红外热像仪中一种或两种任意组合和激光测距仪安装在内框单元(10)内部,透过防护罩进行信息采集。
2.根据权利要求1所述的布点固定式森林火情监测系统,其特征在于,基座组件单元(6)的主轴(6-1)与U架单元(7)的U座(7-1)中心孔配合;电机座(8-2)上的螺纹孔与U座(7-1)实现螺纹连接;基座组件单元(6)的齿圈(6-2)与减速电机单元(8)的齿轮(8-1)相啮合。
3.根据权利要求1所述的布点固定式森林火情监测系统,其特征在于,外框架单元(9)通过其两侧的连接轴(9-1)分别与U架单元(7)中的两个U耳(7-2)相连;外框架电位器组件(13)的外框架夹具(13-1)与U耳(7-2)连接,外定位器输出齿轮(15)安装在U耳(7-2)外侧,其轴线与外框架单元(9)的连接轴(9-1)的轴线相重合;外定位器输入齿轮(13-2)和外定位器输出齿轮(15)相啮合。
4.根据权利要求1所述的布点固定式森林火情监测系统,其特征在于,内框架单元(10)通过其两侧的轴(10-1)分别与外框架单元(9)的圆盘座(9-2)相连;内定位器输出齿轮(16)的中心轴线与圆盘座(9-2)的中心轴线相重合;内电位器座(14-1)固定在圆盘座(9-2)内侧,内定位器输出齿轮(16)安装在圆盘座(9-2)的外侧,内定位器输入齿轮(14-2)和内定位器输出齿轮(16)相啮合。
5.根据权利要求1所述的布点固定式森林火情监测系统,其特征在于,两个光电陀螺(12)分别粘贴在外定位器输出齿轮(15)上和内定位器输出齿轮(16)上。
6.根据权利要求1所述的布点固定式森林火情监测系统,其特征在于,清理器(2)的固定端与基座组件单元(6)的圆盘底座(6-3)啮合,电机(3)固定在基座组件单元(6)上且在清理器(2)固定端的下面;清理器(2)的清理面与保护罩(1)相对应。
7.根据权利要求1所述的点固定式森林火情监测系统,其特征在于,防护罩(1)具有可视窗口。
8.根据权利要求1所述的布点固定式森林火情监测系统,其特征在于,湿度测量仪、风速仪和微波发射接收天线固定在转动监测光电稳定平台(5)的一侧的云台上。
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