CN112435427B - 一种森林火灾监测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种森林火灾监测系统和方法。其包括服务器和主无人机、辅无人机；服务器用于：获取主无人机采集到的森林标定区域的第一图像，主无人机飞行于第一高度；当根据第一图像确定标定区域发生火情时，控制多台辅无人机至标定区域，使多台辅无人机围绕主无人机排列，并共同飞行于第二高度，第二高度低于第一高度；获取主无人机采集到的第二图像以及各辅无人机采集到的第三图像，第二图像与各第三图像均有部分重合，相邻的辅无人机采集到的第三图像有部分重合；根据第二图像和第三图像确定火势中心的变化趋势信息。本发明的技术方案可以准确确定着火范围以及火势中心的动态变化等情况，为灭火救灾工作提供更准确的参考消息。
Description
技术领域
本发明涉及物联网应用技术领域，具体而言，涉及一种森林火灾监测系统和方法。
背景技术
为了改善生态环境，植树造林活动广泛开展，不论是自然保护林区，还是林场，规模面积都有逐渐扩大的趋势。由于林区或林场都会受到火灾的威胁，因此需要对林区或林场内的森林进行火情监测。
目前主要的火情监测方式为瞭望塔人工观测，但是这会受到外界环境等多方面因素的影响，森林火灾依然时有发生。在火情已经发生后，需要及时采取相应措施，但是，若火势蔓延迅速，且烟雾较大，仅依靠较远距离的瞭望将无法准确获得火情信息，影响后续的灭火救灾工作，并造成极大的生态与经济损失。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种森林火灾监测系统和方法。
第一方面，本发明提供了一种森林火灾监测系统，该系统包括：
服务器和多台无人机，多台所述无人机包括主无人机和辅无人机；
所述服务器用于：
获取所述主无人机采集到的森林标定区域的第一图像，其中，所述主无人机飞行于第一高度；
当根据所述第一图像确定所述标定区域发生火情时，控制多台所述辅无人机至所述标定区域，使多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列，并共同飞行于第二高度，其中，所述第二高度低于所述第一高度；
获取所述主无人机在所述第二高度采集到的连续多张第二图像以及各所述辅无人机在所述第二高度采集到的连续多张第三图像，其中，所述第二图像与各所述第三图像均有部分重合，相邻的所述辅无人机采集到的所述第三图像有部分重合；
根据所述第二图像和所述第三图像确定火势中心的变化趋势信息。
进一步，所述服务器还用于：
在多台所述辅无人机到达所述标定区域前，控制所述主无人机飞行到至少三个位置，并在各位置分别获得定位图像；
根据至少三张所述定位图像确定火势中心的初步坐标；
当多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列时，控制所述主无人机位于所述初步坐标对应的位置上方。
进一步，所述服务器具体用于：
根据所述第一图像确定着火区域；
将所述着火区域拟合为具有标定数目个顶点的多边形；
确定各所述顶点的第一顶点坐标，并控制各所述辅无人机位于所述第一顶点坐标对应的位置上方。
进一步，所述服务器具体用于：
根据所述第一图像确定着火区域；
确定所述着火区域的最小外接矩形；
确定所述最小外接矩形的各顶点的第二顶点坐标，并控制各所述辅无人机位于所述第二顶点坐标对应的位置上方。
进一步，所述服务器具体用于：
按照采集时间顺序，分别将标定时间点对应的一张所述第二图像和多张所述第三图像进行拼接，获得连续多张拼接图像；
对所述拼接图像进行可视化优化处理；
将经过可视化优化处理的连续多张所述拼接图像依次叠加入背景信息，作为所述火势中心的变化趋势信息。
进一步，所述服务器具体用于：
调取所述标定区域对应的三维模型，其中，所述三维模型包括三维基准坐标信息；
根据所述三维基准坐标信息、至少三台所述无人机的二维坐标信息以及所述第二高度将所述拼接图像与所述三维模型叠加。
进一步，所述三维模型包括所述标定区域内的地理信息和植物类型信息；所述服务器具体还用于：
根据所述火势中心的变化趋势信息和所述地理信息预测火势走向；
根据所述火势走向和所述植物类型信息生成所述标定区域内各子区域对应的预警等级。
进一步，所述服务器还用于：
根据所述拼接图像确定火势中心坐标；
当所述火势中心坐标与所述辅无人机对应的顶点坐标满足预设条件时，调整多台所述无人机的位置。
进一步，所述服务器具体用于：
当第一距离大于第二距离时，其中，所述第一距离为多台所述辅无人机所围成的多边形的中心坐标与所述火势中心坐标间的距离，所述第二距离为多台所述辅无人机中的标定辅无人机对应的顶点坐标与所述火势中心坐标间的距离；控制将所述标定辅无人机作为新的主无人机，且其他无人机围绕所述新的主无人机排列。
第二方面，本发明提供了一种森林火灾监测方法，该方法包括如下步骤：
获取主无人机采集到的森林标定区域的第一图像，其中，所述主无人机飞行于第一高度；
当根据所述第一图像确定所述标定区域发生火情时，控制多台辅无人机至所述标定区域，使多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列，并共同飞行于第二高度，其中，所述第二高度低于所述第一高度；
获取所述主无人机在所述第二高度采集到的连续多张第二图像以及各所述辅无人机在所述第二高度采集到的连续多张第三图像，其中，所述第二图像与各所述第三图像均有部分重合，相邻的所述辅无人机采集到的所述第三图像有部分重合；
根据所述第二图像和所述第三图像确定火势中心的变化趋势信息。
本发明提供的森林火灾监测系统和方法的有益效果是，通过主无人机以例如悬停的方式对森林标定区域进行图像采集以进行火情监测，服务器可根据采集图像初步确定是否有火情发生，当判断有火情发生，且具有例如浓烟、大风等显示火情将迅速蔓延的情况时，服务器调集多台辅无人机围绕主无人机排列并下降飞行高度，以对着火区域进行更准确的图像采集，主无人机和辅无人机的连续多张采集图像可进行拼接，从而掌握着火范围以及火势中心的动态变化等情况，减小外界环境等因素对森林火灾现场信息采集与研判的影响，进而为灭火救灾工作提供更准确的参考消息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的森林火灾监测系统的结构框图；
图2为本发明实施例的无人机排列形式示意图；
图3为本发明另一实施例的无人机排列形式示意图；
图4为本发明实施例的森林火灾监测方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例的一种森林火灾监测系统包括服务器和多台无人机，多台所述无人机包括主无人机和辅无人机。
具体地，服务器可位于林区或林场的监控中心，服务器与无人机均接入网络层以进行通信连接。一台无人机负责监测一块区域的森林的火情，若森林面积较大，可将森林分割为多个区域，由不同无人机分别负责进行监测。由于无人机续航能力有限，可在前一台无人机电量下降至一定值后，派遣另一台无人机飞赴其所在区域，完成交接班。各无人机均配置有摄像装置，以完成对所监测森林区域的图像采集，且各无人机优选为四旋翼无人机，可完成悬停等操作。
所述服务器用于：
获取所述主无人机采集到的森林标定区域的第一图像，其中，所述主无人机飞行于第一高度。
具体地，令负责监测标定区域森林火情的无人机为该区域的主无人机，为了保证监测范围足够大，以节约整个森林的无人机配置成本，在主无人机对其负责的森林区域进行常规巡航的状态下，飞行高度为第一高度，例如500米。令此时由主无人机采集的图像为第一图像，该第一高度既能保证第一图像的成像范围较广，也能保证第一图像具有一定的清晰度。
当根据所述第一图像确定所述标定区域发生火情时，控制多台所述辅无人机至所述标定区域，使多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列，并共同飞行于第二高度，其中，所述第二高度低于所述第一高度。
具体地，若森林标定区域发生火情，通过该区域主无人机采集的第一图像，进行例如图像比对或红外信息提取后，可迅速发出预警并初步确定火点中心位置。此时，若短时间内产生大量烟雾，或风势加强，不仅使主无人机无法准确观测到火势情况，且主无人机的飞行平稳度也将受到影响，以影响第一图像的质量以及基于第一图像的分析数据，而这些因素都有可能是火势迅速蔓延的征兆或助力，若依然只依靠主无人机在第一高度的采集图像，将有可能无法准确判断火势蔓延趋势，对相应灭火救灾工作造成延误。因此，服务器此时可调集其他无人机，相对于主无人机称之为辅无人机，迅速飞赴上述森林标定区域，并以主无人机为中心环绕排列降至第二高度，例如100米，并继续进行图像采集。其中，辅无人机可以为本来位于监控中心的备用无人机，也可以为负责森林其他区域监测的无人机。此时，一方面，由于距离火点更近，采集图像受烟雾等外界因素的影响更小，且成像画质更高，另一方面，无人机受高空气流的影响将更小，均有助于为服务器提供更优质的采集图像，以更准确地确定火势中心及其蔓延趋势。
获取所述主无人机在所述第二高度采集到的连续多张第二图像以及各所述辅无人机在所述第二高度采集到的连续多张第三图像，其中，所述第二图像与各所述第三图像均有部分重合，相邻的所述辅无人机采集到的所述第三图像有部分重合。
具体地，在下降至第二高度后，由于单台无人机的视场范围减小，通过多台无人机的排布，不仅可保证火势中心区域始终位于监测范围内，还可保证整个着火区域都在监测范围内。此时，主无人机的采集图像为第二图像，辅无人机的采集图像为第三图像，各自可具有一定的重合程度。
根据所述第二图像和所述第三图像确定火势中心的变化趋势信息。
具体地，通过将第二图像和第三图像进行例如叠加与去重操作，可以获得包括火势中心和整个着火区域的较为清晰、准确的图像，且由于无人机可进行连续图像采集，经叠加与去重的图像也是连续的，这样可以有效判断火势中心的变化趋势，为灭火救灾工作提供更准确的参考消息。
在本实施例中，通过主无人机以例如悬停的方式对森林标定区域进行图像采集以进行火情监测，服务器可根据采集图像初步确定是否有火情发生，当判断有火情发生，且具有例如浓烟、大风等显示火情将迅速蔓延的情况时，服务器调集多台辅无人机围绕主无人机排列并下降飞行高度，以对着火区域进行更准确的图像采集，主无人机和辅无人机的连续多张采集图像可进行拼接，从而掌握着火范围以及火势中心的动态变化等情况，减小外界环境等因素对森林火灾现场信息采集与研判的影响，进而为灭火救灾工作提供更准确的参考消息。
优选地，所述服务器还用于：
在多台所述辅无人机到达所述标定区域前，控制所述主无人机飞行到至少三个位置，并在各位置分别获得定位图像。
具体地，由于其他辅无人机飞赴主无人机所在森林标定区域可能需要一定时间，而由于空中拍摄的图像存在一定的成像角度。在此期间内，由于主无人机可以悬停在地面固定点的上方，服务器可根据判断出初步火情的第一图像确定可以改善成像角度以获得更优质图像的其他位置，使主无人机飞赴该其他位置继续进行图像拍摄。
根据至少三张所述定位图像确定火势中心的初步坐标。
具体地，当获得主无人机在至少三个位置的采集图像后，由于此阶段飞行高度始终为第一高度，主无人机所在的至少三个位置相对于初始火势中心只有二维坐标的变化，基于类似例如GNSS全球导航卫星系统对地面物体的定位原理，通过三个位置的采集图像以及无人机自带的导航定位数据可以更准确确定初始火势中心的初步坐标。
当多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列时，控制所述主无人机位于所述初步坐标对应的位置上方。
具体地，当多台辅无人机飞赴森林标定区域并围绕主无人机排列时，控制主无人机位于初步坐标对应的位置，也就是初始火势中心的上方，这样后续采集图像将以火势中心为中心，采集图像质量更高。
在本优选实施例中，利用辅无人机飞赴森林标定区域的时间，通过主无人机在多个位置的采集图像可以更准确确定火势中心初步坐标，在各无人机组队后，中间位置的无人机位于火势中心初步坐标上方，这样使采集图像以火势中心为中心，且可以覆盖着火区域，采集图像的质量更高，可以获得更准确的火势中心的变化趋势信息。
优选地，所述服务器具体用于，也就是所述使多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列包括：
根据所述第一图像确定着火区域。
具体地，可从第一图像提取红外信息，由于火焰温度高于周围环境温度，可以据此确定着火区域的大致范围。
将所述着火区域拟合为具有标定数目个顶点的多边形。
具体地，如图2所示，由于着火区域通常为不规则图形，可将其拟合为具有标定数目个顶点的多边形，对于例如面状火，该多边形基本可以覆盖当前整个着火区域。需要注意的是，此时所拟合的多边形的顶点数或边数可根据辅无人机的数量事先确定或调整。
确定各所述顶点的第一顶点坐标，并控制各所述辅无人机位于所述第一顶点坐标对应的位置上方。
具体地，由于无人机自带有导航定位数据，其采集图像也具有相应的例如地球坐标信息，因此可以确定拟合得到的多边形的顶点坐标，此处的顶点坐标为二维坐标。然后控制各辅无人机位于顶点坐标对应位置的第二高度处。由于辅无人机的拍摄中心为顶点坐标对应位置处，故所有辅无人机的成像范围之和是大于当前着火区域的。在无人机处于悬停状态的情况下，在一定时间内，所有着火区域都是位于无人机成像范围之内的，这样有助于研判着火区域以及火势中心的变化趋势。
在本优选实施例中，对于例如面状火等火情，不仅可以准确获得火势情况的细节信息，而且可以完整采集到整个着火区域的情况，有助于研判着火区域以及火势中心的变化趋势。
优选地，所述服务器具体用于，也就是所述使多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列包括：
根据所述第一图像确定着火区域。
具体地，可从第一图像提取红外信息，由于火焰温度高于周围环境温度，可以据此确定着火区域的大致范围。
确定所述着火区域的最小外接矩形。
具体地，如图3所示，对于例如线状火，虽然其总面积不一定较大，但往往具有横扫一区域之势，通过确定此时着火区域的最小外接矩形，由于该最小外接矩形不仅可以覆盖着火区域，还可以覆盖可能被线状火引燃的区域，因此，有助于监测火势变化趋势。
确定所述最小外接矩形的各顶点的第二顶点坐标，并控制各所述辅无人机位于所述第二顶点坐标对应的位置上方。
具体地，由于无人机自带有导航定位数据，其采集图像也具有相应的例如地球坐标信息，因此可以确定最小外接矩形的顶点坐标，此处的顶点坐标为二维坐标。然后控制各辅无人机位于顶点坐标对应位置的第二高度处。由于辅无人机的拍摄中心为顶点坐标对应位置处，故所有辅无人机的成像范围之和是大于当前着火区域的，在无人机处于悬停状态的情况下，在一定时间内，所有着火区域都是位于无人机成像范围之内的，这样有助于研判着火区域以及火势中心的变化趋势。
在本优选实施例中，对于例如线状火等火情，不仅可以准确获得火势情况的细节信息，而且可以完整采集到整个着火区域的情况，有助于研判着火区域以及火势中心的变化趋势。
优选地，所述服务器具体用于，也就是所述根据所述第二图像和所述第三图像确定火势中心的变化趋势信息包括：
按照采集时间顺序，分别将标定时间点对应的一张所述第二图像和多张所述第三图像进行拼接，获得连续多张拼接图像。
具体地，由于无人机可采集连续图像，各图像都有对应的采集时间点，对于同一时间点的由主无人机采集的第二图像以及由辅无人机采集的第三图像，可进行拼接与去重，称为各帧拼接图像，多帧拼接图像便形成连续图像。
对所述拼接图像进行可视化优化处理。
具体地，可视化优化处理指对拼接图像进行信息提取与添加等工作，例如，由于着火面积和火势中心可能都是在变化的，在根据相应算法获取各帧拼接图像所反映的着火面积大小以及火势中心坐标等信息后，可在拼接图像旁动态显示实时着火面积及其相对于前一时间点着火面积的变化情况，以及实时火势中心坐标及其相对于前一时间点火势中心的变化情况，例如10s内向东偏南30度方向移动了20米。
将经过可视化优化处理的连续多张所述拼接图像依次叠加入背景信息，作为所述火势中心的变化趋势信息。
具体地，背景信息可以为整个森林区域的GIS地理信息系统模型，其通常为固定的。将呈动态变化的多帧拼接图像叠加至背景信息后，可以获得着火区域相对于整个森林区域的相对位置及变化情况，并通过监控中心的大屏进行显示，有助于更直观地进行判别，以及安排例如消防设备的调配方式和路线等。
在本优选实施例中，对拼接图像进行可视化优化处理，可使其具有更丰富、更有利于研判火势变化趋势的信息，将呈动态变化的多帧拼接图像叠加至背景信息后，可使呈现在例如监控中心的信息更为直观，有助于安排例如消防设备的调配方式和路线等，以进行高效的灭火救灾工作。
优选地，所述服务器具体用于，也就是所述将经过可视化优化处理的连续多张所述拼接图像依次叠加入背景信息，作为所述火势中心的变化趋势信息包括：
调取所述标定区域对应的三维模型，其中，所述三维模型包括三维基准坐标信息。
具体地，三维模型可基于地理信息系统事先构建，且三维模型具有基于地球坐标系的三维坐标，这样可将其与森林实际的地理信息相结合。
根据所述三维基准坐标信息、至少三台所述无人机的二维坐标信息以及所述第二高度将所述拼接图像与所述三维模型叠加。
具体地，无人机的二维坐标，也就是多边形的顶点坐标也是基于地球坐标系的，多台无人机之间的相对关系可以用于修正其与三维模型的关系。另外，无人机此时飞行于第二高度处，可将其折算为三维模型中的相对高度，这样可在三维模型上添加立体的无人机模型以及在原有的立体森林模型基础上显示着火情况，例如通过改变模型元素颜色方式进行显示，同时结合例如着火面积及火势中心变化信息等，动态呈现火势中心的变化趋势信息。
在本优选实施例中，基于例如GIS模型的三维模型，将具有着火面积及火势中心变化信息的动态的多帧拼接图像以三维元素的形式与三维模型共同呈现，将使火势中心的变化趋势信息更为直观，有助于灭火救灾工作的高效、准确开展。
优选地，所述三维模型包括所述标定区域内的地理信息和植物类型信息；所述服务器具体还用于：
根据所述火势中心的变化趋势信息和所述地理信息预测火势走向。
具体地，在例如GIS模型的三维模型中，可以预先将森林分成不同子区域。对于林区，由于往往种植有多种植物，可将不同植物所聚集的区域视为一类子区域，对于此类子区域，还可预设其植物类型信息，植物类型信息包括植物品种以及该品种的耐火程度等信息，例如某子区域内主要为含水量较低的草本植物，则其耐火程度较低，且根据过往数据经验可确定火势在该区域的推进速度为20米每分钟左右。需要注意的是，植物类型信息可根据季节变化而更新，例如冬季草原相较于夏季草原更容易快速着火。另外，由于林区内还会存在河流、水渠、盆地等地理因素，这些因素也可以体现于地理信息内。例如，若根据无人机采集图像确定的火势中心当前蔓延趋势为正南方向，但该区域正南及西南方向存在一条河流，而东南方向有一处盆地，植被密度更高，则可预测火势中心将有很大可能往东南方向转移，可提前布控该区域的防火灭火措施。
根据所述火势走向和所述植物类型信息生成所述标定区域内各子区域对应的预警等级。
具体地，例如，若火势中心10s内向东偏南30度方向移动了20米，而GIS模型中的地理信息显示该区域东偏南45度方向1公里为草原区域，该区域西南方向有一条平均宽度10米的河流，且河流对岸为耐火程度居中的灌木丛，该区域正东方向2公里为耐火程度最强的树种，则东偏南45度方向1公里处的区域的预警等级最高，可在GIS模型中将其标示为闪动的紫色，正东方向2公里的区域预警等级次之，可在GIS模型中将其标示为闪动的红色，西南方向河流对岸的区域预警等级较低，可在GIS模型中将其标示为闪动的黄色，其他暂时没有风险的区域可以保持不变。但在火势变化的过程中，如不同区域的预警等级发生变化，依然可以及时在GIS模型中显示出来。
与此同时，由于GIS模型中还可预设路网信息，若采用消防车辆进行灭火，还可生成最优行驶路线，在保证不同类型灭火车辆可及时抵达着火区域的前提下，尽量保证行驶路径的安全程度，例如避开因火势较大而无法安全通行的区域。
在本优选实施例中，结合例如GIS模型的三维模型以及通过无人机采集到的图像，不仅可对当前森林火情进行直观观测，还可根据森林的地理、植被等信息预测火势走向，以确定不同区域的着火风险，从而可以对相关区域进行提前布控，有助于避免火势扩大并提早扑灭林火，进一步降低森林火灾带来的损失。
优选地，所述服务器还用于：
根据所述拼接图像确定火势中心坐标。
具体地，为了获得更清晰准确的图像，无人机主要处于悬停状态，虽然多台无人机的拼接图像可覆盖着火区域及部分外围区域，不过如果火势蔓延较快，当前的拼接图像范围可能就不足以继续覆盖后续着火区域了。为了准确采集火势蔓延较快的后续着火区域的实景图像，首先确定当前以主无人机为中心，以辅无人机围绕主无人机飞行时获取的拼接图像中的火势中心坐标。其中，火势中心可以为温度最高点，即红外信息最强烈处，也可以通过其他方式确定。
当所述火势中心坐标与所述辅无人机对应的顶点坐标满足预设条件时，调整多台所述无人机的位置。
具体地，在火势蔓延时，火势中心也会发生变化，由于在着火面积较大时，可能无法准确监测整个着火区域的有效图像，而火势中心的变化则可在很大程度上反映出火情的变化趋势，例如下一阶段最有可能被引燃的区域，基于此可提前对该区域进行防火灭火布置。如果各无人机在当前位置所采集的图像即将无法满足对火势中心的持续监测时，可以调整多台无人机的位置，以满足观测的持续性和有效性。
在本优选实施例中，对于火势中心随火势蔓延而快速发生变化的情况，可以通过调整无人机的位置，来保证采集图像及拼接图像可有效追踪火势中心，从而可持续性地提供有效的火势中心的变化趋势信息，有助于整体防火灭火工作的开展。
优选地，所述服务器具体用于，也就是所述调整多台所述无人机的位置包括：
当第一距离大于第二距离时，其中，所述第一距离为多台所述辅无人机所围成的多边形的中心坐标与所述火势中心坐标间的距离，所述第二距离为多台所述辅无人机中的标定辅无人机对应的顶点坐标与所述火势中心坐标间的距离；控制将所述标定辅无人机作为新的主无人机，且其他无人机围绕所述新的主无人机排列。
具体地，如图3所示，若当前四台辅无人机以主无人机为中心呈矩形排列，其中，四台辅无人机分别位于A、B、C、D处，主无人机位于O处，初步火势中心大致也位于O处，但是随着火势的蔓延以及火势中心的变化，火势中心在向C点不断移动。令此时火势中心位于O’处，当O’O的距离大于O’C的距离时，可令原处于C处的原辅无人机为新的主无人机，也就是使其他三台原辅无人机及原主无人机以C点为中心重新进行排列。这样，重新排列的多台无人机的采集图像及其拼接图像可以重新覆盖火势中心并为其潜在的前进方向区域留出足够裕量。需要说明的是，由于火势中心变化趋势可能会受地理信息和实时天气情况变化的影响，其变化趋势不一定始终朝一个方向，不过不论其如何变化，均可通过上述调整无人机位置的方式保证火势中心位于无人机的成像范围内。
在本优选实施例中，通过无人机相对位置的调整，可保证不断变化的火势中心始终位于无人机的成像范围内，可以更加准确地提供火势中心的变化趋势信息，有助于灭火救灾工作的安排。
如图4所示，本发明实施例的一种森林火灾监测方法基于如上所述的系统，其包括如下步骤：
获取主无人机采集到的森林标定区域的第一图像，其中，所述主无人机飞行于第一高度。
当根据所述第一图像确定所述标定区域发生火情时，控制多台辅无人机至所述标定区域，使多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列，并共同飞行于第二高度，其中，所述第二高度低于所述第一高度。
获取所述主无人机在所述第二高度采集到的连续多张第二图像以及各所述辅无人机在所述第二高度采集到的连续多张第三图像，其中，所述第二图像与各所述第三图像均有部分重合，相邻的所述辅无人机采集到的所述第三图像有部分重合。
根据所述第二图像和所述第三图像确定火势中心的变化趋势信息。
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种森林火灾监测系统，其特征在于，包括服务器和多台无人机，多台所述无人机包括主无人机和辅无人机；
所述服务器用于：
获取所述主无人机采集到的森林标定区域的第一图像，其中，所述主无人机飞行于第一高度；
当根据所述第一图像确定所述标定区域发生火情时，控制多台所述辅无人机至所述标定区域，使多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列，并共同飞行于第二高度，其中，所述第二高度低于所述第一高度；在多台所述辅无人机到达所述标定区域前，控制所述主无人机飞行到至少三个位置，并在各位置分别获得定位图像；根据至少三张所述定位图像确定火势中心的初步坐标；当多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列时，控制所述主无人机位于所述初步坐标对应的位置上方；
获取所述主无人机在所述第二高度采集到的连续多张第二图像以及各所述辅无人机在所述第二高度采集到的连续多张第三图像，其中，所述第二图像与各所述第三图像均有部分重合，相邻的所述辅无人机采集到的所述第三图像有部分重合；
根据所述第二图像和所述第三图像确定火势中心的变化趋势信息；
按照采集时间顺序，分别将标定时间点对应的一张所述第二图像和多张所述第三图像进行拼接，获得连续多张拼接图像；根据所述拼接图像确定火势中心坐标；
当第一距离大于第二距离时，其中，所述第一距离为多台所述辅无人机所围成的多边形的中心坐标与所述火势中心坐标间的距离，所述第二距离为多台所述辅无人机中的标定辅无人机对应的顶点坐标与所述火势中心坐标间的距离；控制将标定辅无人机作为新的主无人机，且其他无人机围绕所述新的主无人机排列。
2.根据权利要求1所述的森林火灾监测系统，其特征在于，所述服务器具体用于：
根据所述第一图像确定着火区域；
将所述着火区域拟合为具有标定数目个顶点的多边形；
确定各所述顶点的第一顶点坐标，并控制各所述辅无人机位于所述第一顶点坐标对应的位置上方。
3.根据权利要求1所述的森林火灾监测系统，其特征在于，所述服务器具体用于：
根据所述第一图像确定着火区域；
确定所述着火区域的最小外接矩形；
确定所述最小外接矩形的各顶点的第二顶点坐标，并控制各所述辅无人机位于所述第二顶点坐标对应的位置上方。
4.根据权利要求2或3所述的森林火灾监测系统，其特征在于，所述服务器具体用于：
对所述拼接图像进行可视化优化处理；
将经过可视化优化处理的连续多张所述拼接图像依次叠加入背景信息，作为所述火势中心的变化趋势信息。
5.根据权利要求4所述的森林火灾监测系统，其特征在于，所述服务器具体用于：
调取所述标定区域对应的三维模型，其中，所述三维模型包括三维基准坐标信息；
根据所述三维基准坐标信息、至少三台所述无人机的二维坐标信息以及所述第二高度将所述拼接图像与所述三维模型叠加。
6.根据权利要求5所述的森林火灾监测系统，其特征在于，所述三维模型包括所述标定区域内的地理信息和植物类型信息；所述服务器具体还用于：
根据所述火势中心的变化趋势信息和所述地理信息预测火势走向；
根据所述火势走向和所述植物类型信息生成所述标定区域内各子区域对应的预警等级。
7.一种森林火灾监测方法，其特征在于，包括：
获取主无人机采集到的森林标定区域的第一图像，其中，所述主无人机飞行于第一高度；
当根据所述第一图像确定所述标定区域发生火情时，控制多台辅无人机至所述标定区域，使多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列，并共同飞行于第二高度，其中，所述第二高度低于所述第一高度；在多台所述辅无人机到达所述标定区域前，控制所述主无人机飞行到至少三个位置，并在各位置分别获得定位图像；根据至少三张所述定位图像确定火势中心的初步坐标；当多台所述辅无人机围绕所述主无人机排列时，控制所述主无人机位于所述初步坐标对应的位置上方；
获取所述主无人机在所述第二高度采集到的连续多张第二图像以及各所述辅无人机在所述第二高度采集到的连续多张第三图像，其中，所述第二图像与各所述第三图像均有部分重合，相邻的所述辅无人机采集到的所述第三图像有部分重合；
根据所述第二图像和所述第三图像确定火势中心的变化趋势信息；
按照采集时间顺序，分别将标定时间点对应的一张所述第二图像和多张所述第三图像进行拼接，获得连续多张拼接图像；根据所述拼接图像确定火势中心坐标；
当第一距离大于第二距离时，其中，所述第一距离为多台所述辅无人机所围成的多边形的中心坐标与所述火势中心坐标间的距离，所述第二距离为多台所述辅无人机中的标定辅无人机对应的顶点坐标与所述火势中心坐标间的距离；控制将所述标定辅无人机作为新的主无人机，且其他无人机围绕所述新的主无人机排列。
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