CN206990108U - 一种基于无人机的火烟监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于无人机的火烟监控系统，包括无人机平台和地面指挥平台，其中，无人机平台包括无人机、热红外相机、烟雾传感器、全球定位器和通信模块；所述地面指挥平台包括显示器、红外图像处理芯片、地理数据库、通信天线和平台控制器；所述地理数据库、显示器、红外图像处理芯片连接平台控制器，所述平台控制器连接通信天线，所述通信天线连接无人机平台；热红外相机、烟雾传感器、全球定位器分别连接通信模块。本实用新型通过无人机搭载测量火/烟的传感器和热红外相机，沿着预设的路径进行巡查，能针对性的监控有较可能产生火场的地区，有利于降低人工的成本，提高治理的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于无人机的火烟监控系统，属于环境测量领域。
背景技术
我国地域广大，农业人口众多，农作物收获时会产生一些副产物如秸秆、落叶等，出于成本的问题，很多情况下，都是直接焚烧，这样不仅是产生大量的二氧化碳和烟雾，还很容易引起二次点燃导致火灾，而负责对此进行监管的部门，人力明显不足，难以准确和及时掌握现场的情况，给治理带来很大的不便。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型通过提供一种基于无人机的火烟监控系统。
本实用新型采用的技术方案为一种基于无人机的火烟监控系统，包括无人机平台和地面指挥平台，其中，无人机平台包括无人机、热红外相机、烟雾传感器、全球定位器和通信模块；所述地面指挥平台包括显示器、红外图像处理芯片、地理数据库、通信天线和平台控制器；所述地理数据库、显示器、红外图像处理芯片连接平台控制器，所述平台控制器连接通信天线，所述通信天线连接无人机平台；热红外相机、烟雾传感器、全球定位器分别连接通信模块。
优选地，所述平台控制器包括用于接收外部参数的参数输入组件，平台控制器基于外部参数访问地理数据库并输出飞行路径，基于飞行路径和飞行控制代码输出飞行路径指令，通过通信天线将飞行路径指令发送至无人机，无人机沿着飞行路径指令所指示的路径飞行。
优选地，所述热红外相机、烟雾传感器、全球定位器基于预设的频率输出热红外图像、烟雾值和定位值，通过通信模块将热红外图像、烟雾值和定位值反馈至地面指挥平台。
优选地，所述平台控制器还包括路径纠正芯片，该芯片获取来至全球定位器输出的定位值，当定位值偏离飞行路径超过警戒值，则输出路径纠正指令，该指令用于控制无人机改变飞行路径。
优选地，所述红外图像处理芯片接收并解析热红外图像以获取温度值和火场区域，所述平台控制器结合温度值、火场区域、定位值和地理数据库并生成附有温度值的数字地图。
优选地，所述平台控制器结合烟雾值、定位值和地理数据库并生成附有温度值的数字地图。
优选地，所述平台控制器还包括警示芯片，用于基于预设的阈值处理温度值和烟雾值，当温度值和烟雾值高于阈值时，输出对应的警示信号并显示于显示器。
优选地，所述警示芯片还用于输出确认行为控制指令，该指令用于变化无人机飞行姿态并控制热红外相机、烟雾传感器再次输出热红外图像、烟雾值。
本实用新型的有益效果为通过无人机搭载测量火/烟的传感器和热红外相机，沿着预设的路径进行巡查，能针对性的监控有较可能产生火场的地区，有利于降低人工的成本，提高治理的效率。
附图说明
图1所示为基于本实用新型实施例的一种基于无人机的火烟监控系统的示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型进行说明。
基于实用新型的实施例，如图1所示一种基于无人机的火烟监控系统，包括无人机平台和地面指挥平台，其中，无人机平台包括无人机、热红外相机、烟雾传感器、全球定位器和通信模块；所述地面指挥平台包括显示器、红外图像处理芯片、地理数据库、通信天线和平台控制器；所述地理数据库、显示器、红外图像处理芯片连接平台控制器，所述平台控制器连接通信天线，所述通信天线连接无人机平台；热红外相机、烟雾传感器、全球定位器分别连接通信模块。
热红外技术是利用红外探测器、光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量，将物体发出的不可见电磁波转变为可见的热图像。热图像上的不同颜色代表被测物体的不同温度，热红外成像技术可清楚反映夜晚环保设施的开启情况及排放情况，为夜间和不利气象条件下(雾磁天)执法检查拓展了新手段。
所述平台控制器包括用于接收外部参数的参数输入组件，平台控制器基于外部参数访问地理数据库并输出飞行路径，基于飞行路径和飞行控制代码输出飞行路径指令，通过通信天线将飞行路径指令发送至无人机，无人机沿着飞行路径指令所指示的路径飞行。
参数输入组件包括键盘鼠标或者用于接收外界数据的接口和数据处理器；
由于地面整体是很大的，而可能产生火场的地区，主要是农村地区和林区，因此，针对性的输入一些地理参数(即外部参数)，能够针对一些风险较大的区域进行重点监控，有利于降低无人机的使用频率，提高利用率。
所述热红外相机、烟雾传感器、全球定位器基于预设的频率输出热红外图像、烟雾值和定位值，通过通信模块将热红外图像、烟雾值和定位值反馈至地面指挥平台。
所述平台控制器还包括路径纠正芯片，该芯片获取来至全球定位器输出的定位值，当定位值偏离飞行路径超过警戒值，则输出路径纠正指令，该指令用于控制无人机改变飞行路径。
设定一个阈值，当无人机偏移预定的路径到一定范围的时候，发出一个指令让无人机返回预定的路径。
所述红外图像处理芯片接收并解析热红外图像以获取温度值和火场区域，所述平台控制器结合温度值、火场区域、定位值和地理数据库并生成附有温度值的数字地图。
记录温度值和当前的定位值，定位值结合地理数据库(可以使现有的百度地图等数字地铁，原理和手机一致)，输出一个数字地图，然后在对应的坐标上附加一个温度值；
飞机的高度可以通过高度计测出，然后热红外图像在这个高度获取的图像的大小是随着高度变化的，即在相机角度不变的情况下，飞行高度越高，则距离越远，获得的图像的分辨率就越低，分辨率和高度是线性变化，在高度已知的情况下，根据图像的红点大小和分辨率，可以计算红点(即着火点、火场)在地面的具体尺寸；
基于三角定位原理，已知相机角度、飞行器高度，可以计算得到红点相对于飞行器的位置，结合定位值可以得到在数字地图上的位置。
所述平台控制器结合烟雾值、定位值和地理数据库并生成附有温度值的数字地图。
所述平台控制器还包括警示芯片，用于基于预设的阈值处理温度值和烟雾值，当温度值和烟雾值高于阈值时，输出对应的警示信号并显示于显示器。
所述警示芯片还用于输出确认行为控制指令，该指令用于变化无人机飞行姿态并控制热红外相机、烟雾传感器再次输出热红外图像、烟雾值。
无人机搭载可见光成像设备、热红外相机、烟雾传感器和二轴云台，可见光摄像机工作在短焦距状态，此时，可见光摄像机具有大的观测视场，低的空间分辨率，实现对大型目标和场景的监控，一旦发现状况(即温度值和烟雾值高于阈值时)，需要详细分析可疑目标时，降低无人机的高度，缩小观测视场，放大可疑目标，对目标的细节进行进一步分析。不仅能发现正在焚烧的火点，也能取证秸秆已经焚烧过后黑斑等痕迹，也可结合卫星遥测监测发现的火点进行现场确认和取证，无误判可能性，还可采用带有地理位置信息的现场图片作为执法依据。
以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。在本实用新型的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。
Claims (8)
1.一种基于无人机的火烟监控系统，其特征在于，包括无人机平台和地面指挥平台，其中，
无人机平台包括无人机、热红外相机、烟雾传感器、全球定位器和通信模块；
所述地面指挥平台包括显示器、红外图像处理芯片、地理数据库、通信天线和平台控制器；
所述地理数据库、显示器、红外图像处理芯片连接平台控制器，所述平台控制器连接通信天线，所述通信天线连接无人机平台；
热红外相机、烟雾传感器、全球定位器分别连接通信模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的火烟监控系统，其特征在于，所述平台控制器包括用于接收外部参数的参数输入组件，平台控制器基于外部参数访问地理数据库并输出飞行路径，基于飞行路径和飞行控制代码输出飞行路径指令，通过通信天线将飞行路径指令发送至无人机，无人机沿着飞行路径指令所指示的路径飞行。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的火烟监控系统，其特征在于，所述热红外相机、烟雾传感器、全球定位器基于预设的频率输出热红外图像、烟雾值和定位值，通过通信模块将热红外图像、烟雾值和定位值反馈至地面指挥平台。
4.根据权利要求2所述的一种基于无人机的火烟监控系统，其特征在于，所述平台控制器还包括路径纠正芯片，该芯片获取来至全球定位器输出的定位值，当定位值偏离飞行路径超过警戒值，则输出路径纠正指令，该指令用于控制无人机改变飞行路径。
5.根据权利要求3所述的一种基于无人机的火烟监控系统，其特征在于，所述红外图像处理芯片接收并解析热红外图像以获取温度值和火场区域，所述平台控制器结合温度值、火场区域、定位值和地理数据库并生成附有温度值的数字地图。
6.根据权利要求3所述的一种基于无人机的火烟监控系统，其特征在于，所述平台控制器结合烟雾值、定位值和地理数据库并生成附有温度值的数字地图。
7.根据权利要求3所述的一种基于无人机的火烟监控系统，其特征在于，所述平台控制器还包括警示芯片，用于基于预设的阈值处理温度值和烟雾值，当温度值和烟雾值高于阈值时，输出对应的警示信号并显示于显示器。
8.根据权利要求7所述的一种基于无人机的火烟监控系统，其特征在于，所述警示芯片还用于输出确认行为控制指令，该指令用于变化无人机飞行姿态并控制热红外相机、烟雾传感器再次输出热红外图像、烟雾值。
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