CN112911211B - 移动方向实时分析平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动方向实时分析平台，包括：长焦捕获机构，设置在直升飞机的底部，用于直升飞机悬空停滞在某一飞行高度时，对下方的发生山火灾情的山体执行定点的实时图像捕获动作，以获得实时灾情图像，所述长焦捕获机构根据时间的变化定时发出与每一个时间点对应的实时灾情图像；区域构成设备，用于输出每一个时间点对应的实时灾情图像对应的山火成像区域；移动分析机构，用于基于每一个时间点对应的山火成像区域分析随时间变化的山火移动方向。本发明的移动方向实时分析平台检测实时、数据可靠。由于能够采用直升飞机为监控载体，引入针对性的检测机制对山火的移动方向进行实时检测，从而帮助灭火部门制定有效的灭火策略。

Description

移动方向实时分析平台

技术领域

本发明涉及灾情分析领域，尤其涉及一种移动方向实时分析平台。

背景技术

山火，是一种发生在林野难以控制的火情。通常是由闪电引起的。其他一些常见的原因有人类的粗心大意和故意纵火。在澳大利亚山火频繁发生在夏季，因为夏季既炎热又干燥。

世界上90%以上火灾是由人为引发的，而在中国，人为因素引发的森林火灾占98%以上。除纵火、雷击外，过失引起火灾的主要原因来自于违章和不慎，如1987年大兴安岭“5•6”特大森林火灾、1997年印尼森林大火和2004年澳大利亚悉尼、堪培拉森林大火等。德国弗赖堡大学全球火灾监测中心研究表明：虽然全球气温变暖导致森林火灾多发，但改变城镇及周边地区居民安全行为，杜绝火灾隐患是控制森林火灾的关键。

当前，山火的灭火难点在于其所在位置的风向不定以及风力不定，导致山火的实时移动方向和移动量无法采用预报的方式获得，需要进行实地勘察才能获知上述关键数据，然而采用勘探人员到现场勘探各项参数明显不够现实，同时，从现场勘探的结果不如从高空勘探的结果直观。

发明内容

为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种移动方向实时分析平台，能够采用直升飞机为监控载体，引入针对性的检测机制对山火的移动方向进行实时检测，从而帮助灭火部门制定有效的灭火策略。

为此，本发明需要具备以下两处重要的发明点：

（1）对监控的山火的成像范围进行随时间变化的移动方向的分析，以确定山火的移动方向，从而为灭火提供重要的参考数据；

（2）采用直升飞机为监控载体，采用定制的山火检测机制对每一时间点的山火的成像区域进行实时检测。

根据本发明的一方面，提供了一种移动方向实时分析平台，所述平台包括：

长焦捕获机构，设置在直升飞机的底部，用于直升飞机悬空停滞在某一飞行高度时，对下方的发生山火灾情的山体执行定点的实时图像捕获动作，以获得实时灾情图像；

其中，所述长焦捕获机构根据时间的变化定时发出与每一个时间点对应的实时灾情图像。

更具体地，根据本发明的移动方向实时分析平台中，还包括：

RF接收机构，与所述长焦捕获机构连接，用于接收对所述长焦捕获机构配置的各项运行参数。

更具体地，根据本发明的移动方向实时分析平台中：

所述RF接收机构通过无线通信链路从远端的配置服务器无线接收对所述长焦捕获机构配置的各项运行参数。

更具体地，根据本发明的移动方向实时分析平台中，还包括：

数据插值设备，设置在直升飞机的控制台内，与所述长焦捕获机构连接，用于对接收到的每一个实时灾情图像执行最近邻插值处理，以获得并输出相应的最近邻插值图像；

边缘锐化设备，与所述数据插值设备连接，用于对接收到的最近邻插值图像执行边缘锐化处理，以获得并输出相应的边缘锐化图像；

方向锐化设备，与所述边缘锐化设备连接，用于对接收到的边缘锐化图像依次执行水平方向锐化处理和垂直方向锐化处理，以获得并输出相应的方向锐化图像；

目标提取机构，与所述方向锐化设备连接，用于基于山火红色通道范围识别所述方向锐化图像中的每一个像素属于构成山火目标的像素还是其他像素；

区域构成设备，与所述目标提取机构连接，用于将所述方向锐化图像中的各个构成山火目标的各个像素组成山火成像区域，所述区域构成设备还输出每一个时间点对应的实时灾情图像对应的山火成像区域；

移动分析机构，分别与所述长焦捕获机构和所述区域构成设备连接，用于基于每一个时间点对应的山火成像区域分析随时间变化的山火移动方向；

其中，用于基于每一个时间点对应的山火成像区域分析随时间变化的山火移动方向包括：根据后一时间点对应的山火成像区域相对于前一时间点对应的山火成像区域的移动方向确定山火移动方向。

根据本发明的另一方面，还提供了一种山火移动方向实时分析方法，所述方法包括使用一种如上述的移动方向实时分析平台，用于基于山火成像区域的实时移动方向对监控的山火目标的移动方向进行数据分析和无线发送。

本发明的移动方向实时分析平台检测实时、数据可靠。由于能够采用直升飞机为监控载体，引入针对性的检测机制对山火的移动方向进行实时检测，从而帮助灭火部门制定有效的灭火策略。

具体实施方式

下面将对本发明的移动方向实时分析平台的实施方案进行详细说明。

应对山火宅情的主要措施在于山火的预防和山火的即时扑救。2007年的希腊森林大火和其他国内外重特大森林火灾表明：林区城镇消防安全工作与森林火灾防控密不可分。有效地阻止林火蔓延到城镇，可最大限度降低火灾危害；加强林区城镇、乡村消防安全管理，消除火灾隐患，可有效减少森林火灾的诱发因素，即防止俗称的“家火上山，山火进城”。在干燥的天气，山火于较斜的草坡上顺风向上蔓延速度极快，远足人士绝不可轻视山火的威力。

当前，山火的灭火难点在于其所在位置的风向不定以及风力不定，导致山火的实时移动方向和移动量无法采用预报的方式获得，需要进行实地勘察才能获知上述关键数据，然而采用勘探人员到现场勘探各项参数明显不够现实，同时，从现场勘探的结果不如从高空勘探的结果直观。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种移动方向实时分析平台，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的移动方向实时分析平台包括：

长焦捕获机构，设置在直升飞机的底部，用于直升飞机悬空停滞在某一飞行高度时，对下方的发生山火灾情的山体执行定点的实时图像捕获动作，以获得实时灾情图像，所述长焦捕获机构根据时间的变化定时发出与每一个时间点对应的实时灾情图像；

RF接收机构，与所述长焦捕获机构连接，用于接收对所述长焦捕获机构配置的各项运行参数；

所述RF接收机构通过无线通信链路从远端的配置服务器无线接收对所述长焦捕获机构配置的各项运行参数；

数据插值设备，设置在直升飞机的控制台内，与所述长焦捕获机构连接，用于对接收到的每一个实时灾情图像执行最近邻插值处理，以获得并输出相应的最近邻插值图像；

边缘锐化设备，与所述数据插值设备连接，用于对接收到的最近邻插值图像执行边缘锐化处理，以获得并输出相应的边缘锐化图像；

方向锐化设备，与所述边缘锐化设备连接，用于对接收到的边缘锐化图像依次执行水平方向锐化处理和垂直方向锐化处理，以获得并输出相应的方向锐化图像；

目标提取机构，与所述方向锐化设备连接，用于基于山火红色通道范围识别所述方向锐化图像中的每一个像素属于构成山火目标的像素还是其他像素；

区域构成设备，与所述目标提取机构连接，用于将所述方向锐化图像中的各个构成山火目标的各个像素组成山火成像区域，所述区域构成设备还输出每一个时间点对应的实时灾情图像对应的山火成像区域；

移动分析机构，分别与所述长焦捕获机构和所述区域构成设备连接，用于基于每一个时间点对应的山火成像区域分析随时间变化的山火移动方向；

其中，用于基于每一个时间点对应的山火成像区域分析随时间变化的山火移动方向包括：根据后一时间点对应的山火成像区域相对于前一时间点对应的山火成像区域的移动方向确定山火移动方向。

接着，继续对本发明的移动方向实时分析平台的具体结构进行进一步的说明。

所述移动方向实时分析平台中：

所述山火红色通道范围由第一红色通道数值和第二红色通道数值进行限定，所述第一红色通道数值和所述第二红色通道数值都取值在128-255之间且所述第一红色通道数值小于所述第二红色通道数值。

所述移动方向实时分析平台中：

基于山火红色通道范围识别所述方向锐化图像中的每一个像素属于构成山火目标的像素还是其他像素包括：当所述方向锐化图像中的像素的RGB颜色空间下的红色通道数值在所述山火红色通道范围内时，确定所述像素属于构成山火目标的像素。

所述移动方向实时分析平台中还可以包括：

时分通信设备，与所述移动分析机构连接，用于基于无线的时分通信链路将确定的山火移动方向无线发送给远端的山地火灾监控中心的服务器处。

所述移动方向实时分析平台中还可以包括：

伽利略导航设备，设置在直升飞机的机壳上，用于基于伽利略导航卫星返回的导航数据解析出所述直升飞机的当前导航位置。

所述移动方向实时分析平台中：

所述时分通信设备还与所述伽利略导航设备连接，用于将解析出的当前导航位置无线发送给远端的山地火灾监控中心的服务器处。

所述移动方向实时分析平台中还可以包括：

气压分析机构，设置在伽利略导航设备的附近，用于基于直升飞机所在环境的气压的变化分析与所述气压对应的飞行高度。

所述移动方向实时分析平台中：

所述时分通信设备还与所述气压分析机构连接，用于将分析出的飞行高度无线发送给远端的山地火灾监控中心的服务器处。

所述移动方向实时分析平台中还可以包括：

不间断供电电源，分别与所述数据插值设备、所述边缘锐化设备、所述方向锐化设备和所述目标提取机构连接，用于分别为所述数据插值设备、所述边缘锐化设备、所述方向锐化设备和所述目标提取机构提供各种需要的供电电压；

其中，所述数据插值设备、所述边缘锐化设备、所述方向锐化设备和所述目标提取机构分别采用不同的ASIC芯片来实现。

同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种山火移动方向实时分析方法，所述方法包括使用一种如上述的移动方向实时分析平台，用于基于山火成像区域的实时移动方向对监控的山火目标的移动方向进行数据分析和无线发送。

另外，在所述移动方向实时分析平台中，针对所述伽利略导航设备，所使用的伽利略卫星导航系统（Galileo satellite navigation system），是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统，该计划于1999年2月由欧洲委员会公布，欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。卫星轨道高度约2.4万公里，位于3个倾角为56度的轨道平面内。截止2016年12月，已经发射了18颗工作卫星，具备了早期操作能力（EOC），并计划在2019年具备完全操作能力（FOC）。全部30颗卫星（调整为24颗工作卫星，6颗备份卫星）计划于2020年发射完毕。

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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

虽然本发明已以实施例揭示如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以做出适当的改动和同等替换。因此本发明的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种移动方向实时分析平台，所述平台包括：

长焦捕获机构，设置在直升飞机的底部，用于直升飞机悬空停滞在某一飞行高度时，对下方的发生山火灾情的山体执行定点的实时图像捕获动作，以获得实时灾情图像；

其中，所述长焦捕获机构根据时间的变化定时发出与每一个时间点对应的实时灾情图像；

RF接收机构，与所述长焦捕获机构连接，用于接收对所述长焦捕获机构配置的各项运行参数；

所述RF接收机构通过无线通信链路从远端的配置服务器无线接收对所述长焦捕获机构配置的各项运行参数；

数据插值设备，设置在直升飞机的控制台内，与所述长焦捕获机构连接，用于对接收到的每一个实时灾情图像执行最近邻插值处理，以获得并输出相应的最近邻插值图像；

边缘锐化设备，与所述数据插值设备连接，用于对接收到的最近邻插值图像执行边缘锐化处理，以获得并输出相应的边缘锐化图像；

方向锐化设备，与所述边缘锐化设备连接，用于对接收到的边缘锐化图像依次执行水平方向锐化处理和垂直方向锐化处理，以获得并输出相应的方向锐化图像；

目标提取机构，与所述方向锐化设备连接，用于基于山火红色通道范围识别所述方向锐化图像中的每一个像素属于构成山火目标的像素还是其他像素；

区域构成设备，与所述目标提取机构连接，用于将所述方向锐化图像中的各个构成山火目标的各个像素组成山火成像区域，所述区域构成设备还输出每一个时间点对应的实时灾情图像对应的山火成像区域；

移动分析机构，分别与所述长焦捕获机构和所述区域构成设备连接，用于基于每一个时间点对应的山火成像区域分析随时间变化的山火移动方向；

时分通信设备，与所述移动分析机构连接，用于基于无线的时分通信链路将确定的山火移动方向无线发送给远端的山地火灾监控中心的服务器处；

其中，用于基于每一个时间点对应的山火成像区域分析随时间变化的山火移动方向包括：根据后一时间点对应的山火成像区域相对于前一时间点对应的山火成像区域的移动方向确定山火移动方向；

其中，所述山火红色通道范围由第一红色通道数值和第二红色通道数值进行限定，所述第一红色通道数值和所述第二红色通道数值都取值在128-255之间且所述第一红色通道数值小于所述第二红色通道数值；

其中，基于山火红色通道范围识别所述方向锐化图像中的每一个像素属于构成山火目标的像素还是其他像素包括：当所述方向锐化图像中的像素的RGB颜色空间下的红色通道数值在所述山火红色通道范围内时，确定所述像素属于构成山火目标的像素。

2.如权利要求1所述的移动方向实时分析平台，其特征在于，所述平台还包括：

伽利略导航设备，设置在直升飞机的机壳上，用于基于伽利略导航卫星返回的导航数据解析出所述直升飞机的当前导航位置。

3.如权利要求2所述的移动方向实时分析平台，其特征在于：

所述时分通信设备还与所述伽利略导航设备连接，用于将解析出的当前导航位置无线发送给远端的山地火灾监控中心的服务器处。

4.如权利要求3所述的移动方向实时分析平台，其特征在于，所述平台还包括：

气压分析机构，设置在伽利略导航设备的附近，用于基于直升飞机所在环境的气压的变化分析与所述气压对应的飞行高度。

5.如权利要求4所述的移动方向实时分析平台，其特征在于：

所述时分通信设备还与所述气压分析机构连接，用于将分析出的飞行高度无线发送给远端的山地火灾监控中心的服务器处。

6.如权利要求5所述的移动方向实时分析平台，其特征在于，所述平台还包括：

不间断供电电源，分别与所述数据插值设备、所述边缘锐化设备、所述方向锐化设备和所述目标提取机构连接，用于分别为所述数据插值设备、所述边缘锐化设备、所述方向锐化设备和所述目标提取机构提供各种需要的供电电压；

其中，所述数据插值设备、所述边缘锐化设备、所述方向锐化设备和所述目标提取机构分别采用不同的ASIC芯片来实现。