CN108600607A - 一种基于无人机的消防全景信息展示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及消防救援技术领域，提供了一种基于无人机的消防全景信息展示方法，通过移动终端设定无人机空中拍摄点，并选择拍摄点顺序；将拍摄点和拍摄点顺序信息无线传输给无人机，无人机按预先设定的拍摄点位置对消防现场进行拍摄，并将所拍摄图片上传至服务器；对所拍摄图片进行处理，融合生成消防现场全景图；消防现场全景图与地图进行匹配，将地图信息叠加于所述消防现场全景图，使所述消防现场全景图具有相应的地理位置信息；消防辅助设施图层、红外图像图层可选择地叠加于消防现场全景图。本发明可实时掌握火势的蔓延情况，知悉火势的动态变化，可在多平台进行查看展示；快速便捷、智能高效、精准灵活。
Description
技术领域
本发明涉及消防救援技术领域，具体设计一种基于无人机的消防全景信息展示方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，国际地位的提升，大国形象在全世界范围内得到更多国际社会组织的认可，国家不断扩大自身的政治影响力，国家的方方面面在发生着翻天覆地的变化：城市规模不断扩大，综合体、大型建筑不断增多，人口密度不断增大。一旦发生火灾等自然灾害，由于建筑或者石化企业建筑结构以及危化品种类复杂，给新时代下的消防官兵提出了新的要求。建立火灾等自然灾害现场实时信息获取机制，及时掌握现场的全景图像资料信息，能够提升消防部队对突发事件处理能力，科学合理的作战指挥调度，快速的开展灭火救援作战，为人民的生命财产安全保驾护航。
之前，对于场景图片信息获取方法很是局限，通过单一的拍照信息知悉现场的状况，借助多张图片资料，想象场景的全景构造，受制于相机设备，无法拍摄整张的全景图，增大拍摄范围，场景图的分辨率又无法满足要求，在实际应用过程中效果受限；随着无人机和相机等设备的快速发展，加上相关图像处理等相关技术的不断进步，有提出利用双全景相机获得全方位数据，大大提高数据获取的效率，简化了部分的图片拼接处理过程，但是全景相机设备成本高昂，且对拍摄者的技术要求很高；此外，对于分辨率要求很好的场景，全景相机在实际的应用中存在较大难度，没有适用性和通用性；有提出基于无人机拍照获取全景视频，结合VR设备进行虚拟现场直播，虽然通过双目或者多摄像头采集现场360度全景视频，能够保障全方位的影像视觉效果，但是由于全景图像拼接过程是后期处理，解码终端接收图片信息时存在失真和延时的现象，在应对突发事件时，存在一定的局限性；有提出基于无人机的全景图像拼接方法，将关键帧图像与规划的航迹时间等信息对应，在一定程度上，保障了图像拼接的效果和效率，但是同样的，由于要解压存储的关键帧图像，可能存在失真的情况，加上，没有结合地图等相关信息，对于消防信息获取与显示的实际应用需求还有一定的距离；有提出一种无人机图像全景展示方法，借助无人机的GPS传感器，能够显示地理位置信息，管理数据库的全景图片，从而实现GIS地图数据上显示全景图片，但是，由于无人机在实际的飞行过程中，要自行控制操作无人机飞行高度和角度，加上自身的摆动等影响，难以达到预期的显示效果。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种基于无人机的消防全景信息展示方法，借助无人机拍照、图像处理、图像匹配、图像融合、红外摄像、图层叠加等技术，实现火灾等自然灾害现场的实时拍摄，图片的自动处理、匹配与合成，生成消防全景图像，结合红外摄像与地图信息，多层次的展现消防信息，清晰直观，一目了然。
本发明通过以下技术方案实现：
一种基于无人机的消防全景信息展示方法，无人机按预先设定的拍摄点位置对消防现场进行拍摄，并将所拍摄图片上传至服务器；对所拍摄图片进行处理，融合生成消防现场全景图；所述消防现场全景图与地图进行匹配，将地图信息叠加于所述消防现场全景图，使所述消防现场全景图具有相应的地理位置信息。
进一步的，通过移动终端设定无人机空中拍摄点，并选择拍摄点顺序；将拍摄点和拍摄点顺序信息无线传输给无人机。
进一步的，消防辅助设施形成消防辅助设施图层，所述消防辅助设施图层能叠加于所述消防现场全景图，所述消防辅助设施包括消防现场周边道路、水源、消防设施、消防车辆。
进一步的，无人机拍摄的图片包括黑白图片、彩色图片及红外摄像图片。
进一步的，将所述红外摄像图片进行处理，融合形成红外图像图层；所述红外图像图层能叠加到所述消防现场全景图上，当发生火灾时，能实时掌握火势蔓延情况，知悉火势动态变化。
进一步的，所述消防现场全景图与地图进行匹配的方法为：根据无人机的定位系统，确定无人机实际拍摄点的地理位置坐标，进而确定所述消防现场全景图的地理位置坐标；再根据所述地图上重要特征元素的经纬度信息实现所述地图与所述消防现场全景图的匹配叠加。
进一步的，具体包括如下步骤：
步骤一、消防人员利用移动终端设定无人机空中拍摄点、选定拍摄点拍摄顺序，将拍摄点和拍摄点顺序信息无线传输给无人机；
步骤二、无人机接收步骤一的信息，自动飞行到设定的拍摄点位置，按照预定顺序依次拍摄，在拍摄过程中，实时上传所拍摄图片信息至服务器；
步骤三、服务器对所拍摄图片进行处理，通过相似点匹配，融合生成消防现场全景图；
步骤四、将地图信息叠加于所述消防现场全景图，使所述消防现场全景图具有相应的地理位置信息；
步骤五、消防辅助设施形成消防辅助设施图层，所述消防辅助设施图层能叠加于所述消防现场全景图；
步骤五、对无人机拍摄的红外摄像图片进行处理，融合形成红外图像图层；所述红外图像图层能叠加到所述消防现场全景图。
进一步的，步骤一中，依据无人机搭载的相机的镜头拍摄范围不同，确定每个拍摄点需要拍摄的图片张数。
进一步的，相机横向拍摄角度81°，纵向拍摄角度66°；在同一拍摄点拍摄17张图片，其中横向拍摄8张，向下倾斜45度拍摄8张，正下方拍摄1张，即实现全景信息的完全覆盖，满足全景融合的图片需要。
进一步的，消防人员根据实际需要，选择所述消防辅助设施图层、所述红外图像图层中的一种或两种叠加到所述消防全景图。
本发明的有益效果为：在面对火灾等自然灾害发生时，消防人员能够借助移动控制终端如手机，快速创建灾害发生场景，自行设定无人机空中拍摄点，选择设置好拍摄点顺序，通过无线连接无人机，无人机在接收到信号后，自动飞行至拍摄点位置按照预定顺序依次进行拍摄，在拍摄的过程中，实时上传相关图片信息至服务器，进行图片的处理与相似点匹配，自动融合成全景图；在合成全景图的基础上，结合地图信息，依据地图上的重要特征元素的经纬度信息对全景图进行匹配、对齐，使得全景图像信息更加准确；同时可以叠加地图信息于全景图，使得全景图片有了相应的位置信息，信息更加直观、更加丰富；此外，结合消防预案内容，在全景图上叠加建筑周边道路、水源、消防设施、消防车辆等信息，同时，增加了红外摄像，叠加红外图像图层，一旦发生火灾等自然灾害，可实时掌握火势的蔓延情况，知悉火势的动态变化，在多平台可进行查看展示。快速便捷、智能高效、精准灵活。
附图说明
图1所示为本发明实施例中基于无人机的消防全景图生成流程示意图。
图2所示为消防全景信息展示与灭火救援指挥调度架构框图。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
本发明实施例一种基于无人机的消防全景信息展示方法，无人机按预先设定的拍摄点位置对消防现场进行拍摄，并将所拍摄图片上传至服务器；对所拍摄图片进行处理，融合生成消防现场全景图；所述消防现场全景图与地图进行匹配，将地图信息叠加于所述消防现场全景图，使所述消防现场全景图具有相应的地理位置信息。优选的，所述消防现场全景图与地图进行匹配的方法为：根据无人机的定位系统，确定无人机实际拍摄点的地理位置坐标，进而确定所述消防现场全景图的地理位置坐标；再根据所述地图上重要特征元素的经纬度信息实现所述地图与所述消防现场全景图的匹配叠加。
优选的，如图1所示，消防人员通过移动终端设定无人机空中拍摄点，并选择拍摄点顺序；将拍摄点和拍摄点顺序信息无线传输给无人机。
优选的，消防辅助设施形成消防辅助设施图层，所述消防辅助设施图层能叠加于所述消防现场全景图，所述消防辅助设施包括消防现场周边道路、水源、消防设施、消防车辆。
无人机拍摄的图片包括黑白图片、彩色图片及红外摄像图片。可以将所述红外摄像图片进行处理，融合形成红外图像图层；所述红外图像图层可叠加到所述消防现场全景图上，当发生火灾时，能实时掌握火势蔓延情况，知悉火势动态变化。
在一个实施例中，一种基于无人机的消防全景信息展示方法，具体包括如下步骤：
步骤一、消防人员利用移动终端设定无人机空中拍摄点、选定拍摄点拍摄顺序，将拍摄点和拍摄点顺序信息无线传输给无人机；
步骤二、无人机接收步骤一的信息，自动飞行到设定的拍摄点位置，按照预定顺序依次拍摄，在拍摄过程中，实时上传所拍摄图片信息至服务器；
步骤三、服务器对所拍摄图片进行处理，通过相似点匹配，融合生成消防现场全景图；
步骤四、将地图信息叠加于所述消防现场全景图，使所述消防现场全景图具有相应的地理位置信息；
步骤五、消防辅助设施形成消防辅助设施图层，所述消防辅助设施图层能叠加于所述消防现场全景图；
步骤五、对无人机拍摄的红外摄像图片进行处理，融合形成红外图像图层；所述红外图像图层能叠加到所述消防现场全景图。
步骤一中，依据无人机搭载的相机的镜头拍摄范围不同，确定每个拍摄点需要拍摄的图片张数。例如：相机横向拍摄角度81°，纵向拍摄角度66°；在同一拍摄点拍摄17张图片，其中横向拍摄8张，向下倾斜45度拍摄8张，正下方拍摄1张，即实现全景信息的完全覆盖，满足全景融合的图片需要。
消防人员可根据实际需要，选择所述消防辅助设施图层、所述红外图像图层中的一种或两种叠加到所述消防全景图。消防全景信息展示与灭火救援指挥调度架构的实施方式之一如图2所示。
本申请通过无人机和图像处理等技术，实现全景图像的自动生成，为消防作战指挥提供技术支撑；在自行设定好拍摄点信息后，无人机达到指定拍摄点位置，按照预定顺序和角度自动拍摄，规避了以往需要人工控制无人机的飞行时操控不稳、飞机晃动导致拍摄的图片质量不高，从而影响图片融合成全景图的效果；依托移动控制终端控制无人机自动拍摄，提高了工作效率，同时保障了图片的拍摄质量，节约了周期成本和人力成本；在合成全景图的基础上，结合地图信息，依据地图上的重要特征元素的经纬度信息对全景图进行匹配、对齐，使得全景图像信息更加准确，同时可以叠加地图信息于全景图，使得全景图片有了相应的位置信息，信息更加直观、更加丰富；此外，结合消防预案内容，在全景图上叠加建筑周边道路、水源、消防设施、消防车辆等信息，同时，增加了红外摄像，叠加红外图像图层，一旦发生火灾等自然灾害，可实时掌握火势的蔓延情况，知悉火势的动态变化。通过全景图、消防预案部署地图等信息，不管是远程指挥中心还是现场临时指挥站，指挥人员都能实时掌握现场状态，全面、合理、科学的做出联动应急响应，及时的开展灭火救援工作。此外，不同图层可自然切换，使用方便，且提供指挥人员实时编辑功能，对消防作战人员进行现场的作战指示和任务分工，在全景图上的标注会随着查看人员移动角度而进行联动的移动，实现永久性标注，真正满足消防实战的需要，为消防系统实现全景化、全面化、便捷化和精准化的灭火救援提供新的模式，能够满足消防人员日常六熟悉、在室内开展熟悉演练、战例复盘总结、作战指挥推演、三维场景展示、辅助指挥员开展业务学习，推动“智慧消防 科技消防”建设。
本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。
Claims (10)
1.一种基于无人机的消防全景信息展示方法，其特征在于，无人机按预先设定的拍摄点位置对消防现场进行拍摄，并将所拍摄图片上传至服务器；对所拍摄图片进行处理，融合生成消防现场全景图；所述消防现场全景图与地图进行匹配，将地图信息叠加于所述消防现场全景图，使所述消防现场全景图具有相应的地理位置信息。
2.如权利要求1所述的基于无人机的消防全景信息展示方法，其特征在于，通过移动终端设定无人机空中拍摄点，并选择拍摄点顺序；将拍摄点和拍摄点顺序信息无线传输给无人机。
3.如权利要求1所述的基于无人机的消防全景信息展示方法，其特征在于，消防辅助设施形成消防辅助设施图层，所述消防辅助设施图层能叠加于所述消防现场全景图，所述消防辅助设施包括消防现场周边道路、水源、消防设施、消防车辆。
4.如权利要求1所述的基于无人机的消防全景信息展示方法，其特征在于，无人机拍摄的图片包括黑白图片、彩色图片及红外摄像图片。
5.如权利要求4所述的基于无人机的消防全景信息展示方法，其特征在于，将所述红外摄像图片进行处理，融合形成红外图像图层；所述红外图像图层能叠加到所述消防现场全景图上，当发生火灾时，能实时掌握火势蔓延情况，知悉火势动态变化。
6.如权利要求1所述的基于无人机的消防全景信息展示方法，其特征在于，所述消防现场全景图与地图进行匹配的方法为：根据无人机的定位系统，确定无人机实际拍摄点的地理位置坐标，进而确定所述消防现场全景图的地理位置坐标；再根据所述地图上重要特征元素的经纬度信息实现所述地图与所述消防现场全景图的匹配叠加。
7.如权利要求1所述的基于无人机的消防全景信息展示方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤一、消防人员利用移动终端设定无人机空中拍摄点、选定拍摄点拍摄顺序，将拍摄点和拍摄点顺序信息无线传输给无人机；
步骤二、无人机接收步骤一的信息，自动飞行到设定的拍摄点位置，按照预定顺序依次拍摄，在拍摄过程中，实时上传所拍摄图片信息至服务器；
步骤三、服务器对所拍摄图片进行处理，通过相似点匹配，融合生成消防现场全景图；
步骤四、将地图信息叠加于所述消防现场全景图，使所述消防现场全景图具有相应的地理位置信息；
步骤五、消防辅助设施形成消防辅助设施图层，所述消防辅助设施图层能叠加于所述消防现场全景图；
步骤五、对无人机拍摄的红外摄像图片进行处理，融合形成红外图像图层；所述红外图像图层能叠加到所述消防现场全景图。
8.如权利要求7所述的基于无人机的消防全景信息展示方法，其特征在于，步骤一中，依据无人机搭载的相机的镜头拍摄范围不同，确定每个拍摄点需要拍摄的图片张数。
9.如权利要求8所述的基于无人机的消防全景信息展示方法，其特征在于，相机横向拍摄角度81°，纵向拍摄角度66°；在同一拍摄点拍摄17张图片，其中横向拍摄8张，向下倾斜45度拍摄8张，正下方拍摄1张，即实现全景信息的完全覆盖，满足全景融合的图片需要。
10.如权利要求7所述的基于无人机的消防全景信息展示方法，其特征在于，消防人员根据实际需要，选择所述消防辅助设施图层、所述红外图像图层中的一种或两种叠加到所述消防全景图。
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