RU2486594C2 - Method to monitor forest fires and complex system for early detection of forest fires built on principle of heterosensor panoramic view of area with function of highly accurate detection of fire source - Google Patents

Method to monitor forest fires and complex system for early detection of forest fires built on principle of heterosensor panoramic view of area with function of highly accurate detection of fire source Download PDF

Info

Publication number
RU2486594C2
RU2486594C2 RU2011135773/08A RU2011135773A RU2486594C2 RU 2486594 C2 RU2486594 C2 RU 2486594C2 RU 2011135773/08 A RU2011135773/08 A RU 2011135773/08A RU 2011135773 A RU2011135773 A RU 2011135773A RU 2486594 C2 RU2486594 C2 RU 2486594C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thermal imaging
camera
video
image
thermal
Prior art date
Application number
RU2011135773/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011135773A (en
Inventor
Владимир Петрович Евтушенков
Дмитрий Львович Зубов
Сергей Юрьевич Мироничев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Видеофон МВ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Видеофон МВ" filed Critical Закрытое акционерное общество "Видеофон МВ"
Priority to RU2011135773/08A priority Critical patent/RU2486594C2/en
Publication of RU2011135773A publication Critical patent/RU2011135773A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2486594C2 publication Critical patent/RU2486594C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

FIELD: instrument making.
SUBSTANCE: area monitoring is carried out at least from two points arranged on cellular communication masts by means of a thermal imaging camera and a video camera installed so that their axes are parallel, and fixed on a scanning platform arranged on each mast of cellular communication, at the same time images produced in thermal and video channels are sent together with data of angular and azimuthal direction of camera axes, to a central server, where images are converted, which are produced from thermal imaging and video cameras, and data from goniometrical-azimuthal metres located on cellular communication masts, into a system of geographical coordinates, fire sources are linked to geographical coordinates with display on an electronic map of the area, a video image is superimposed onto the image from the camera, and the produced images are displayed as three separate images onto a screen of an operator and/or onto a memory device.
EFFECT: expansion of functional capabilities due to increased restrictions of video camera and thermal image resolution, increased view angle and volume of received information.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к системам сканирования и сравнения изображения, в частности к системам дистанционного мониторинга чрезвычайных ситуаций, в частности к системам, осуществляющим постоянный наземный мониторинг лесных массивов и населенных пунктов в местах, где развернута система сотовой связи.The invention relates to systems for scanning and comparing images, in particular to systems for remote monitoring of emergency situations, in particular to systems that perform continuous ground-based monitoring of forests and settlements in places where a cellular communication system is deployed.

Известны различные системы мониторинга пожарной обстановки: CN 101833838, KR 100981428, CN 101751755, WO 201001574, WO 9735433, FR 2893743, FR 2811456, DE 3710265, KR 20100136737, CN 101567123, KR 20090011068.Various fire monitoring systems are known: CN 101833838, KR 100981428, CN 101751755, WO 201001574, WO 9735433, FR 2893743, FR 2811456, DE 3710265, KR 20100136737, CN 101567123, KR 20090011068.

В заявке CN 101673448 описана система обнаружения лесного пожара, которая содержит контрольный пункт со сверхпрочной платформой, тепловым инфракрасным блоком формирования изображений, видеокамерой, микрометеорологической станцией, а также с видеотехнологическим оборудованием, обеспечивающим коммуникацию, и центром управления, который включает компьютер и средства связи, причем, две линии связи используют беспроводную сеть TCP/IP. Работа по обнаружению возгорания выполняется в соответствии со следующими этапами: получение и накопление данных на местах, обработка полученных видеоизображений, обнаружение возгорания и проведение анализа данных, передача результатов анализа, оценка вероятности возгорания и передача сведений об обнаружении возгорания. Система использует комбинацию видео- и теплового инфракрасного изображений для анализа изображения, радиосвязь, дистанционное зондирование и трехмерную географическую информационную систему, чтобы автоматически получать сведения о наличии и распространении пожара.CN 101673448 describes a forest fire detection system, which comprises a control point with an ultra-strong platform, a thermal infrared imaging unit, a video camera, a micrometeorological station, as well as video processing equipment for communication, and a control center that includes a computer and communication means, Two communication lines use a wireless TCP / IP network. Work on the detection of fire is carried out in accordance with the following steps: obtaining and accumulating data on the ground, processing the received video images, detecting fire and conducting data analysis, transmitting analysis results, estimating the probability of fire and transmitting information about the detection of fire. The system uses a combination of video and thermal infrared images for image analysis, radio communications, remote sensing and a three-dimensional geographic information system to automatically receive information about the presence and spread of a fire.

В патенте США US 5557260, 1996, описана система контроля и обнаружения источников тепла на открытых пространствах, которая включает автономные средства инфракрасного видения и дневного видения, которые связаны с центральной станцией контроля, где изображения обрабатываются в режиме реального времени для автоматического обнаружения источников тепла.In US patent US 5557260, 1996, describes a system for monitoring and detecting heat sources in open spaces, which includes a standalone infrared and day vision, which are connected to a central monitoring station, where images are processed in real time for automatic detection of heat sources.

В патенте США US 5734335 описана система мониторинга для раннего обнаружения и сообщения о лесных пожарах в лесной области. Система включает множество удаленных датчиков, помещенных в лесу и телеметрически связанных с центральной системой обработки сигнала. Каждый удаленный датчик включает инфракрасный датчик и видеокамеру, установленную на управляемой движущейся платформе. Удаленный датчик также содержит датчик метеоусловий для того, чтобы собирать данные о погоде в местах установки датчиков. В каждом месте установки датчиков имеется собственный процессор, который управляет всем сбором данных и находится в коммуникации с центральным диспетчерским пунктом через коммуникационную подсистему по радиоканалу. Центральный диспетчерский пункт получает данные о погоде и видеоизображение от удаленного датчика через систему связи. Центральный диспетчерский пункт содержит видеоконтрольное оборудование для визуального осмотра области, находящейся под наблюдением, и центральный процессор для полного системного контроля. Центральный процессор получает данные от множества удаленных датчиков и обеспечивает подачу сигнала тревоги на переведенных в цифровую форму топографических картах леса, а также моделирует прогноз ожидаемого роста фронта огня, основанного на полученных данных и информации, хранившейся в архивной базе данных. Распечатанный экземпляр топографических карт, показывающий место нахождения источника огня и путь его распространения, может быть получен от центрального процессора для использования противопожарным персоналом.US Pat. No. 5,734,335 describes a monitoring system for the early detection and reporting of forest fires in a forest area. The system includes many remote sensors located in the forest and telemetrically connected to the central signal processing system. Each remote sensor includes an infrared sensor and a video camera mounted on a controlled moving platform. The remote sensor also contains a weather sensor in order to collect weather data at the sensor locations. Each sensor installation site has its own processor, which controls the entire data collection and is in communication with the central control room through the communication subsystem via the radio channel. The central control room receives weather data and video from a remote sensor through a communication system. The central control room contains video monitoring equipment for visual inspection of the area under surveillance, and a central processor for complete system control. The central processor receives data from a variety of remote sensors and provides an alarm on digitalized topographic maps of the forest, and also simulates a forecast of the expected growth of the fire front based on the received data and information stored in an archive database. A printed copy of topographic maps showing the location of the fire source and its distribution path can be obtained from the central processor for use by fire fighting personnel.

Известна тепловизионная система, позволяющая модулировать потоки различного спектрального состава, регистрируя разностные синхронно-демодулированные сигналы, получая при этом изображения повышенного качества с дополнительным информационным содержанием. Данная система обеспечивает возможность совмещения в одном приборе функций тепловизора и дальномера при одновременном повышении контраста изображения, что позволяет определять наличие и координаты "точечных" объектов /тлеющих костров/ в лесных массивах с воздуха в целях профилактики лесных пожаров (заявка на выдачу патента РФ на изобретение 94037444, опубл. 20.07.1996).Known thermal imaging system that allows you to modulate the flows of various spectral composition, registering the difference synchronously demodulated signals, while receiving images of high quality with additional information content. This system provides the possibility of combining the functions of a thermal imager and a range finder in one device while increasing the contrast of the image, which makes it possible to determine the presence and coordinates of “point” objects / smoldering fires / in woodlands from the air for the prevention of forest fires (application for the grant of a patent of the Russian Federation for invention 94037444, published on July 20, 1996).

Известна система круглосуточного обнаружения и мониторинга развития очагов пожаров в регионе (патент RU 2276808, опубл. 20.05.2006 г.), содержащая датчик наблюдения пожарной обстановки, расположенный на мачте, систему визуального отображения пожарной обстановки, хранения информации и управления датчиком наблюдения, связанную с датчиком наблюдения через канал связи, при этом датчик наблюдения включает оптическую камеру панорамного наблюдения, интерфейс передачи информации и блок питания камеры и интерфейса, оптическая камера содержит последовательно установленные и оптически связанные между собой плоское сканирующее зеркало, объектив, поворотное зеркало, приемник ИК-излучения и аналого-цифровой преобразователь, при этом сканирующее зеркало соединено с двигателем вращения двумя независимыми кинематическими связями, первая из которых обеспечивает одностороннее круговое движение сканирующего зеркала в азимутальной плоскости, вторая - качание сканирующего зеркала в пределах угла от 0 до 45° к азимутальной плоскости, в качестве объектива камеры использовано сферическое зеркало, а приемник ИК-излучения имеет один чувствительный элемент, также камера содержит два оптоэлектронных датчика углового положения сканирующего зеркала, оптически связанных с выходными элементами кинематических связей и формирующих в аналого-цифровом преобразователе датчика наблюдения импульсы строчной и кадровой развертки, первый - при нахождении сканирующего зеркала в азимутальной плоскости, второй - при нахождении зеркала в одном из крайних положений при отклонении на 45° к азимутальной плоскости. Система может содержать, по крайней мере, два аналогичных датчика наблюдения, каждый из которых установлен на соответствующей мачте и связан через канал связи с системой визуального отображения пожарной обстановки, хранения информации и управления датчиками наблюдения. Кроме того, в состав оптической камеры после сканирующего зеркала включена вторая оптическая система отображения пожарной обстановки, состоящая из последовательно установленных и оптически связанных поворотного зеркала, объектива и одноэлементного приемника излучения, чувствительность которого находится в видимом диапазоне спектра, при этом вторая оптическая система оптически связана со сканирующим зеркалом, причем оптические оси первой и второй оптических систем отображения параллельны. Система визуального отображения пожарной обстановки, хранения информации и управления датчиком наблюдения автоматически обнаруживает очаги пожара и по данным датчиков углового положения сканирующего зеркала их координаты в зоне обзора датчика наблюдения, причем путем сравнения полученной информации с первого и второго ИК-приемников излучения исключает возможность ложного срабатывания устройства из-за температурной неоднородности в зоне мониторинга, а на основе информации с приемника видимого диапазона спектра в дневное время суток автоматически обнаруживает дымовые шлейфы от очага пожара, а также путем сравнения полученной информации от первого и второго приемников излучения исключает возможность ложного срабатывания устройства при попадании в устройство прямого и отраженного солнечного излучения.A known system for round-the-clock detection and monitoring of the development of fires in the region (patent RU 2276808, publ. 05.20.2006), containing a fire monitoring sensor located on the mast, a visual display of the fire situation, information storage and control of the monitoring sensor associated with an observation sensor through a communication channel, wherein the observation sensor includes an optical panoramic monitoring camera, an information transmission interface and a power supply unit of the camera and interface, the optical camera contains a A flat scanning mirror, a lens, a rotary mirror, an infrared detector and an analog-to-digital converter are optically mounted and optically interconnected, while the scanning mirror is connected to the rotation motor by two independent kinematic connections, the first of which provides one-way circular motion of the scanning mirror in azimuthal plane, the second - the swing of the scanning mirror within an angle from 0 to 45 ° to the azimuthal plane, a spherical mirror is used as a camera lens oh, and the infrared radiation receiver has one sensitive element, the camera also contains two optoelectronic sensors for the angular position of the scanning mirror, optically coupled to the output elements of the kinematic links and generating horizontal and vertical pulses in the analog-to-digital converter of the observation sensor, the first one when the scanning mirrors in the azimuthal plane, the second - when the mirror is in one of the extreme positions with a deviation of 45 ° to the azimuthal plane. The system may contain at least two similar surveillance sensors, each of which is installed on the corresponding mast and connected through a communication channel with a system for visual display of the fire situation, information storage and control of surveillance sensors. In addition, the second optical system for displaying a fire situation, consisting of sequentially mounted and optically coupled rotary mirrors, a lens and a single-element radiation detector, whose sensitivity is in the visible range of the spectrum, is included in the optical chamber after the scanning mirror, while the second optical system is optically coupled to scanning mirror, and the optical axis of the first and second optical display systems are parallel. The system for visual display of the fire situation, storage of information and control of the observation sensor automatically detects fires and, according to the data of the angular position sensors of the scanning mirror, their coordinates in the field of view of the observation sensor, and by comparing the received information from the first and second infrared radiation receivers eliminates the possibility of false alarms due to temperature heterogeneity in the monitoring zone, and based on information from the receiver of the visible spectrum in the daytime to automatically detect smoke plumes from the fire, and by comparing the information received from the first and second radiation receivers eliminates the possibility of false alarm device if it enters the device and direct the reflected solar radiation.

Ближайшим аналогом изобретения является система мониторинга пожарной обстановки с помощью наблюдения в видео- и тепловом каналах аппаратурой, расположенной на гироплатформе, помещенной на привязной аэростат с передачей двух слоев изображения на наземное вычислительное устройство, которое передает видеоизображение с наложенным тепловым слоем на монитор, одновременно автоматически выделяя дымовые шлейфы на видеослое и тепловые аномалии на тепловом слое с передачей их азимутальных координат, полученных с помощью гирокомпаса, расположенного на аэростате, на цифровой индикатор и запоминающее устройство. Мониторинг ведут с помощью шести видеокамер и соосных с ними сканеров типа МСУ, расположенных на гиростабилизированной платформе, размещенной на привязном аэростате, последовательно переключая камеры коммутатором и передавая полученные в видео- и тепловом каналах изображения совместно с данными азимутального направления осей камер, полученными с помощью гирокомпаса, на наземное вычислительное устройство (патент RU 2395319, опубл. 27.01.2010).The closest analogue of the invention is a fire situation monitoring system by observing in video and heat channels equipment located on a gyro platform placed on a tethered balloon with the transmission of two image layers to a ground computing device, which transmits a video image with a superimposed thermal layer on the monitor, while simultaneously automatically highlighting smoke plumes on the video layer and thermal anomalies on the thermal layer with the transmission of their azimuthal coordinates obtained using a gyrocompass located ennogo a balloon on a digital display and a memory. Monitoring is carried out using six cameras and coaxial scanners like MSU located on a gyro-stabilized platform located on a tethered balloon, sequentially switching cameras with a switch and transmitting images received in video and thermal channels together with azimuthal directions of camera axes obtained using a gyrocompass , on the ground computing device (patent RU 2395319, publ. 01.27.2010).

К недостаткам данной системы мониторинга относится то, что в данном устройстве отсутствует системность, оно предназначено для ведения локального наблюдения, при этом вследствие использования аэростата, время использования ограничено (от 10 до 25 дней). Другим недостатком данной системы является ограничение по разрешению видеокамеры и тепловизионного изображения из-за широкого угла обзора (более 60°), ограниченный сектор обзора камеры, при этом камеры расположены соосно со сканерами типа МСУ, что дополнительно ограничивает объем получаемой информации. В аналоге используется шесть неподвижно установленных камер, и сканирование осуществляется путем электронного коммутатора, вследствие чего отсутствует возможность получать, обрабатывать или работать с потоковым видео в реальном масштабе времени из-за наличия электронного коммутатора, который переключает камеры. Кроме того, работоспособность устройства зависит от погодных условий (скорости ветра на рабочей высоте).The disadvantages of this monitoring system include the lack of systematicity in this device, it is intended for local monitoring, and due to the use of the aerostat, the use time is limited (from 10 to 25 days). Another disadvantage of this system is the restriction on the resolution of the video camera and thermal imaging image due to the wide viewing angle (more than 60 °), the limited viewing sector of the camera, while the cameras are located coaxially with scanners such as MSU, which further limits the amount of information received. The analogue uses six fixed cameras, and scanning is carried out by means of an electronic switch, which makes it impossible to receive, process or work with streaming video in real time due to the presence of an electronic switch that switches cameras. In addition, the performance of the device depends on weather conditions (wind speed at operating altitude).

Заявленное изобретение направлено на устранение недостатков ближайшего аналога и решает следующие задачи:The claimed invention is aimed at eliminating the disadvantages of the closest analogue and solves the following problems:

- сократить бюджетные средства, выделяемые на раннее выявление лесных пожаров, т.е. с максимальным эффектом реализовать федеральную программу по предотвращению лесных пожаров;- reduce the budget allocated for early detection of forest fires, i.e. with maximum effect, implement the federal program for the prevention of forest fires;

- устранить зависимость возможности раннего обнаружения лесных пожаров от наличия летной погоды или от отсутствия сплошной облачности над контролируемой территорией;- eliminate the dependence of the possibility of early detection of forest fires on the presence of flying weather or on the absence of continuous cloud cover over the controlled territory;

- снизить угрозы возникновения, неконтролируемого расширения и наступления лесных пожаров на населенные пункты и стратегические объекты за счет обнаружения очага возгорания малой площади;- reduce the threat of occurrence, uncontrolled expansion and the onset of forest fires on settlements and strategic objects by detecting a small area of fire;

- оптимизировать взаимодействие между органами местного самоуправления, подразделениями МЧС и другими реагирующими службами;- optimize the interaction between local authorities, units of the Ministry of Emergencies and other responding services;

- повысить эффективность информационного взаимодействия заинтересованных служб для сокращения времени реагирования на чрезвычайные ситуации, повышения готовности к локализации и устранению последствий лесных пожаров на контролируемой территории;- increase the efficiency of information interaction of interested services in order to reduce response time to emergency situations, increase preparedness for localization and eliminate the consequences of forest fires in a controlled area;

- повысить уровень безопасности граждан за счет своевременного получения информации и оповещения об очагах возгорания в районе;- increase the level of security of citizens due to the timely receipt of information and alerts about fires in the area;

- обеспечить возможность восстановления хода событий на основе анализа архивов информации.- provide the ability to restore the course of events based on the analysis of information archives.

Поставленные задачи решаются за счет того, что мониторинг лесных пожаров ведут, по меньшей мере, с двух точек, каждая из которых расположена на мачте сотовой связи, посредством тепловизионной камеры и видеокамеры, установленных так, что их оси параллельны, и закрепленных на сканирующей платформе, размещенной на каждой мачте сотовой связи и имеющей возможность вращения относительно вертикальной оси и поворота относительно горизонтальной оси, при этом передают изображения, полученные в видео- и тепловом каналах, совместно с данными углового и азимутального направления осей камер, полученными с помощью угломерно-азимутного измерителя, на центральный сервер, в котором преобразуют данные, полученные от тепловизионных камер, видеокамер и угломерно-азимутных измерителей, расположенных на соседних мачтах сотовой связи, в систему географических координат, осуществляют привязку очагов возгорания к географическим координатам с отображением на электронной карте местности, накладывают видеоизображение на изображение от тепловизионной камеры и выводят полученные изображения в виде трех отдельных изображений, первое из которых - разносенсорное панорамное изображение - получено наложением видеоизображения на изображение от тепловизионной камеры, второе - тепловизионное изображение и третье - видеоизображение, на монитор оператора и/или на запоминающее устройство, причем фазовую синхронизацию сигнала для передачи информации на центральный сервер и дополнительную привязку к географическим координатам осуществляют по спутниковым сигналам точного времени посредством глобальной навигационной спутниковой системы.The tasks are solved due to the fact that the monitoring of forest fires is carried out from at least two points, each of which is located on the mast of the cellular communication, using a thermal imaging camera and a video camera mounted so that their axes are parallel and mounted on a scanning platform, placed on each mast of cellular communication and having the ability to rotate around the vertical axis and rotate around the horizontal axis, while transmitting images obtained in the video and thermal channels, together with the data angularly about and the azimuthal direction of the camera axes obtained using a goniometric azimuth meter to a central server, which converts the data received from thermal imaging cameras, video cameras and goniometric azimuth meters located on adjacent masts of cellular communications into a geographic coordinate system, sources of ignition to geographical coordinates with the display on an electronic map of the area, impose a video image on the image from the thermal imaging camera and display the resulting image in in the form of three separate images, the first of which is a multisensor panoramic image - obtained by superimposing a video image on an image from a thermal imaging camera, the second - a thermal image and the third - a video image, on an operator’s monitor and / or on a storage device, the phase synchronization of the signal for transmitting information to the central the server and additional reference to geographical coordinates are carried out according to satellite signals of exact time by means of a global navigation satellite system Topics.

Реализующая способ комплексная система раннего обнаружения лесных пожаров содержит, по меньшей мере, два тепловизионно-телевизионных модуля кругового сканирования местности, расположенных на соседних мачтах сотовой связи, каждый тепловизионно-телевизионный модуль содержит тепловизионную камеру и видеокамеру, установленные так, что их оси параллельны, угломерно-азимутный измеритель, ось которого параллельна осям тепловизионной камеры и видеокамеры, и контроллер управления, при этом тепловизионная камера, видеокамера и угломерно-азимутный измеритель закреплены на сканирующей платформе, установленной на мачте сотовой связи и имеющей возможность вращения относительно вертикальной оси и поворота относительно горизонтальной оси, причем выходы тепловизионной камеры, видеокамеры и угломерно-азимутного измерителя связаны с первым-третьим входами контроллера управления, вход устройства управления движением сканирующей платформы связан с первым выходом контроллера управления, четвертый вход контроллера управления связан с блоком глобальной навигационной спутниковой системы, при этом комплексная система обнаружения лесных пожаров снабжена телекоммуникационным модулем, связанным входом-выходом с пятым входом и вторым выходом контроллера управления и осуществляющим беспроводную связь для передачи данных с контроллера управления с центральным сервером.The integrated system for early detection of forest fires that implements the method comprises at least two thermal imaging television modules for circular scanning of the area located on adjacent masts of cellular communications, each thermal imaging television module contains a thermal imaging camera and a video camera installed so that their axes are parallel, goniometric - an azimuth meter, the axis of which is parallel to the axes of the thermal imaging camera and video camera, and a control controller, while the thermal imaging camera, video camera and goniometric the turbid meter is mounted on a scanning platform mounted on a cellular mast and capable of rotation about the vertical axis and rotation about the horizontal axis, the outputs of the thermal imaging camera, video camera and azimuth meter are connected to the first or third inputs of the control controller, the input of the scanning motion control device the platform is connected to the first output of the control controller, the fourth input of the control controller is connected to the block of global navigation satellites minutes system, the integrated system is provided with detection of forest fires telecommunications module, connected with input-output of the fifth input and the second output of the controller, and performs wireless communication for transmitting data from the management controller to the central server.

Кроме того, система снабжена устройством сбора метеоданных, выход которого связан с шестым входом контроллера управления.In addition, the system is equipped with a weather data collection device, the output of which is connected to the sixth input of the control controller.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение достоверности и точности обнаружения лесных пожаров, в частности малых очагов возгорания, при упрощении устройства, снижение вероятности ложных обнаружений очагов возгорания.The technical result from the use of the invention is to increase the reliability and accuracy of detection of forest fires, in particular small fires, while simplifying the device, reducing the likelihood of false detection of fires.

Указанный технический результат достигается за счет объединения в единую сеть нескольких блоков, позволяющих осуществлять постоянный контроль больших территорий с автоматизированным выявлением малоплощадных очагов возгорания и определением их координат, передачу этой информации вместе с тепловизионной и видеокартинкой оператору, а также использование глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) ГЛОНАСС, позволяющей синхронизировать работу заявленной системы по сигналам точного времени. Использование в системе как минимум двух, а при необходимости достаточно большого количества устройств разносенсорного (тепло- и видео-) панорамного обзора, монтируемых на мачтах сотовой связи, позволяет повысить достоверность обнаружения очагов возгорания благодаря тому, что источник огня обнаруживают два и более устройства. Одновременное получение сигнала от двух и более тепловизионно-телевизионных модулей кругового сканирования местности, включающих тепловизионные и видеокамеры, установленные рядом так, что их оси параллельны, обусловливает снижение вероятности ложных обнаружений очагов возгорания и повышение надежности и достоверности получаемой информации вследствие того, что тепловизионные и видеокамеры панорамного обзора установлены на мачтах антенн базовых станций сотовой связи, и наблюдение за каждой точкой территории ведется с нескольких (2-х и более) соседних вышек, т.е. каждая точка контролируемого участка леса (или другого объекта наблюдения) просматривается под разными углами, что снижает вероятность того, что очаг возгорания будет не замечен. Очаг возгорания, закрытый от одной из точек наблюдения рельефом местности или другой помехой, будет виден с другой точки (вышки сотовой связи).The specified technical result is achieved by combining several units into a single network, which allow constant monitoring of large areas with automated identification of low-fire sources of fire and determination of their coordinates, the transmission of this information together with the thermal imaging and video images to the operator, as well as the use of a global navigation satellite system (GNSS) GLONASS, which allows you to synchronize the operation of the claimed system according to accurate time signals. The use in the system of at least two, and if necessary a sufficiently large number of devices of different-sensory (heat and video) panoramic panoramas mounted on masts of cellular communication, allows to increase the reliability of detection of fire sources due to the fact that two or more devices detect a fire source. Simultaneous reception of a signal from two or more thermal-imaging-television modules for circular scanning of the terrain, including thermal-imaging and video cameras installed nearby so that their axes are parallel, reduces the likelihood of false detection of fires and increases the reliability and reliability of the information received due to the fact that thermal-imaging and video cameras panoramic view installed on the masts of antennas of base stations of cellular communications, and monitoring of each point of the territory is carried out from several (2 and more) neighboring towers, i.e. Each point of the controlled area of the forest (or other object of observation) is viewed from different angles, which reduces the likelihood that the fire will not be noticed. A fire center, closed from one of the observation points by a topography or other obstacle, will be visible from another point (cell towers).

Так как в силу своего целевого назначения мачты антенн базовых станций расположены на господствующих высотах и имеют высоту от 50 до 100 метров, размещенные на них тепловизионные и видеокамеры с круговым обзором позволят обеспечить обнаружение очагов возгорания на дальности до 18-50 км.Since, due to their intended purpose, the masts of the antennas of base stations are located at prevailing heights and have a height of 50 to 100 meters, thermal imaging cameras and cameras with a circular view placed on them will make it possible to detect focal points of ignition at a distance of 18-50 km.

Поскольку координаты базовых станций известны, размещение тепловизионных и видеокамер на высотных сооружениях базовых станций операторов сотовой связи и применение совместной обработки данных от тепловизионных и видеокамер, расположенных на 2-х-3-х соседних мачтах на площадях покрытия сотовой связью, позволяет с использованием метода триангуляции определить место расположения очага возгорания с точностью до 20-50 метров. Очаг возгорания с площадью до 50 кв. метров может быть обнаружен на дальностях до 35 км. Все это позволяет обеспечить быстрое реагирование на пожары и, как следствие, безопасность жителей, мест их проживания, сохранность природных ресурсов.Since the coordinates of the base stations are known, the placement of thermal imaging and video cameras on the high-rise structures of the base stations of mobile operators and the use of joint processing of data from thermal imaging and video cameras located on 2 to 3 neighboring masts in the areas of cellular coverage allows using the triangulation method determine the location of the fire with an accuracy of 20-50 meters. The center of ignition with an area of up to 50 square meters. meters can be detected at ranges up to 35 km. All this allows us to provide a quick response to fires and, as a result, the safety of residents, their places of residence, the preservation of natural resources.

Поскольку базовые станции имеют радиорелейные или кабельные широкополосные каналы связи (с большим запасом по пропускной способности), которые, собственно, и объединяют их в единую сеть, то в случае установки на них противопожарной системы имеется возможность упростить заявленную систему за счет использования этой уже существующей телекоммуникационной инфраструктуры.Since the base stations have radio-relay or cable broadband communication channels (with a large margin in bandwidth), which, in fact, unite them into a single network, in the case of installing a fire-prevention system on them, it is possible to simplify the claimed system by using this existing telecommunication infrastructure.

Дополнительным техническим результатом является прогнозирование вероятности возникновения пожаров и возможного распространения их методом Нестерова на основании метеоданных, полученных от оборудования в рамках одного устройства.An additional technical result is the prediction of the likelihood of fires and their possible spread by the Nesterov method based on meteorological data received from equipment within a single device.

Техническое решение позволяет осуществлять раннее выявление очагов возгорания, возникающих в лесных массивах на значительном (до 50 км) удалении от населенных пунктов и важных стратегических объектов, что позволяет своевременно принять адекватные противопожарные меры, не допуская последующего приближения огня к местам жизнедеятельности людей.The technical solution allows the early detection of fires that occur in forests at a considerable (up to 50 km) distance from settlements and important strategic objects, which allows timely adequate fire-fighting measures to be taken, preventing the subsequent approach of fire to places of human activity.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - общий вид размещения системы на мачтах базовых станций сотовой связи;figure 1 is a General view of the placement of the system on the masts of base stations of cellular communication;

на фиг.2 - структурная схема тепловизионно-телевизионного модуля кругового сканирования местности, размещаемого на мачте антенны сотовой системы связи;figure 2 is a structural diagram of a thermal imaging and television module circular scanning of terrain placed on the mast of the antenna of a cellular communication system;

на фиг.3 - отображение обнаруженного очага возгорания на карте местности.figure 3 - display of the detected source of ignition on a map of the area.

Способ мониторинга лесных пожаров осуществляют следующим образом. На двух, трех (или более) мачтах сотовой связи устанавливают тепловизионно-телевизионный модуль кругового сканирования местности (ТТМКСМ). Каждый тепловизионно-телевизионный модуль содержит тепловизионную камеру 1 и видеокамеру 2, установленные на сканирующей платформе 3 так, что их оптические оси параллельны. В состав тепловизионно-телевизионного модуля входит также контроллер управления 4 и угломерно-азимутный измеритель 5, определяющий ориентацию сканирующей платформы и, соответственно, расположение тепловизионной камеры и видеокамеры по азимуту и по углу отклонения от горизонтальной плоскости.A method for monitoring forest fires is as follows. On two, three (or more) masts of cellular communication, a thermal imaging-television module for circular scanning of the terrain (TTMKSM) is installed. Each thermal imaging and television module contains a thermal imaging camera 1 and a video camera 2 mounted on a scanning platform 3 so that their optical axes are parallel. The thermal imaging and television module also includes a control controller 4 and a goniometer-azimuth meter 5, which determines the orientation of the scanning platform and, accordingly, the location of the thermal imaging camera and video camera in azimuth and in the angle of deviation from the horizontal plane.

Режим разносенсорного панорамного обзора заключается в наложении панорамного видеоизображения на изображение от тепловизионной камеры, что позволяет осуществить визуальную привязку очага возгорания к панорамному видеоизображению.The multi-sensor panoramic view mode consists in superimposing a panoramic video image onto an image from a thermal imaging camera, which allows visual linking of the source of fire to a panoramic video image.

Сканирующая платформа 3 размещена на мачте сотовой связи и имеет возможность вращаться относительно вертикальной оси и поворачиваться относительно горизонтальной оси. Движением сканирующей платформы 3 управляет устройство управления сканирующей платформы, получающее команды от центрального сервера через контроллер управления. Изображения, полученные в тепло- и видео каналах, совместно с данными углового и азимутального направления осей камер, полученными с помощью угломерно-азимутного измерителя, передают на центральный сервер 8 через контроллер управления 4 и телекоммуникационный модуль (модем) 7. В центральном сервере 8 преобразуют данные, полученные от тепловизионных камер 1, видеокамер 2 и угломерно-азимутных измерителей 5, расположенных на соседних мачтах сотовой связи, в систему географических координат, осуществляют привязку очагов возгорания к географическим координатам с отображением на электронной карте местности, накладывают видеоизображение на тепловизионное изображение и выводят полученные изображения в виде трех отдельных изображений:The scanning platform 3 is placed on a mast of cellular communication and has the ability to rotate about a vertical axis and rotate about a horizontal axis. The movement of the scanning platform 3 is controlled by the control device of the scanning platform, receiving commands from the central server through the control controller. Images obtained in the heat and video channels, together with the data of the angular and azimuthal directions of the camera axes, obtained using the goniometer-azimuth meter, are transmitted to the central server 8 via the control controller 4 and a telecommunication module (modem) 7. In the central server 8, they are converted data obtained from thermal imaging cameras 1, video cameras 2 and azimuth-azimuth meters 5 located on adjacent masts of cellular communications, in a system of geographical coordinates, link the foci of fire to geographers eskim coordinates with the display on a digital map, a video image superimposed on the thermal image, and output the received image as three separate images:

- полученного наложением разносенсорного панорамного изображения,- obtained by overlaying a multi-sensor panoramic image,

- тепловизионного изображения,- thermal image

- видеоизображения,- video images,

на монитор оператора и/или на запоминающее устройство, причем фазовую синхронизацию сигнала для передачи информации на центральный сервер и дополнительную привязку к географическим координатам осуществляют по спутниковым сигналам точного времени посредством глобальной навигационной спутниковой системы, преимущественно, ГЛОНАСС.to the operator’s monitor and / or to the storage device, moreover, phase synchronization of the signal for transmitting information to the central server and additional reference to geographical coordinates is carried out using satellite signals of accurate time using a global navigation satellite system, mainly GLONASS.

Комплексная система раннего обнаружения пожаров, построенная на принципе разносенсорного панорамного обзора местности с функцией высокоточного определения очага возгорания, предназначена для осуществления описанного выше способа, т.е. для выявления очагов возгорания, вычисления их географических координат и отображения этой информации на мониторе оператора в автоматизированном режиме. Система построена на принципе разносенсорного (тепловизионного и видео-) панорамного обзора местности с функцией высокоточного определения очага возгорания.A comprehensive system for the early detection of fires, built on the principle of a multi-sensory panoramic view of the area with the function of highly accurate determination of the source of fire, is intended to implement the method described above, i.e. to identify foci of ignition, calculate their geographical coordinates and display this information on the operator’s monitor in an automated mode. The system is based on the principle of multi-sensory (thermal imaging and video) panoramic terrain with the function of highly accurate determination of the source of ignition.

Система раннего обнаружения пожаров состоит из следующих функциональных подсистем:The early fire detection system consists of the following functional subsystems:

- подсистема выявления очагов возгорания;- a subsystem for identifying fire sources;

- подсистема передачи данных;- data transmission subsystem;

- подсистемы интеллектуальной обработки и картографии.- subsystems of intellectual processing and cartography.

Подсистема выявления очагов возгорания располагается на мачтах базовых станций сотовой связи (см. фиг.1). Основу подсистемы выявления очагов возгорания составляет тепловизионно-телевизионный модуль кругового сканирования местности - ТТМКСМ.The subsystem for identifying fires is located on the masts of the base stations of cellular communications (see figure 1). The basis of the subsystem for identifying fire sources is the thermal imaging-television module for circular scanning of the terrain - TTMKSM.

ТТМКСМ размещают на соседних мачтах сотовой связи для осуществления кругового обзора местности в видео- и тепловизионном режиме.TTMKSM is placed on neighboring masts of cellular communication for the implementation of a circular overview of the terrain in video and thermal imaging mode.

ТТМКСМ включает тепловизионную камеру 1 и видеокамеру 2 типа «день-ночь». Предпочтительно для заявленной системы использовать специальную тепловизионную камеру, разработанную компанией ЗАО «Видеофон MB» (см. журнал «Точка опоры», №08 (133), апрель 2011 г., с.27).The TTMKSM includes a thermal imaging camera 1 and a day-night type 2 video camera. It is preferable for the claimed system to use a special thermal imaging camera developed by Videophone MB CJSC (see the "Point of Support" magazine, No. 08 (133), April 2011, p.27).

Тепловизионная камера 1 и видеокамера 2, оптические оси которых расположены параллельно друг другу, закреплены рядом друг с другом на сканирующей платформе 3. Вследствие такого расположения камер 1 и 2 система позволяет осуществлять разносенсорный панорамный обзор местности.The thermal imaging camera 1 and video camera 2, the optical axes of which are parallel to each other, are mounted next to each other on the scanning platform 3. Due to this arrangement of cameras 1 and 2, the system allows for a multi-sensory panoramic view of the terrain.

Тепловизионная камера 1 предназначена для формирования тепловизионного изображения участка местности с возможностью выделения площадных высокотемпературных объектов.The thermal imaging camera 1 is designed to form a thermal imaging image of a site with the possibility of highlighting high-temperature area objects.

Видеокамера 2, установленная параллельно тепловизионной камере 1, предназначена для формирования видеоизображения участка местности, с которого получено тепловизионное изображение.The video camera 2, mounted parallel to the thermal imaging camera 1, is designed to form a video image of the area from which the thermal image was obtained.

Тепловизионную камеру 1 и видеокамеру 2 располагают на сканирующей платформе 3 на мачте сотовой связи. Сканирующая платформа 3, на которой установлены тепловизионная камера 1 и видеокамера 2, представляет собой самостоятельное устройство, позволяющее осуществлять движение совместно с камерами 1 и 2 в горизонтальной плоскости от 0 до 360 градусов и по углу места в 45 градусов. Движением сканирующей платформы управляет устройство управления сканирующей платформой, связанное через контроллер 4 с центральным сервером 8.The thermal imaging camera 1 and the video camera 2 are located on a scanning platform 3 on a mast of cellular communication. The scanning platform 3, on which the thermal imaging camera 1 and video camera 2 are installed, is an independent device that allows moving together with cameras 1 and 2 in a horizontal plane from 0 to 360 degrees and an elevation angle of 45 degrees. The movement of the scanning platform is controlled by the control device of the scanning platform, connected through the controller 4 to the central server 8.

На сканирующей платформе 3 установлен входящий в состав ТТМКСМ угломерно-азимутный измеритель 5, ось которого параллельна осям камер 1 и 2.On the scanning platform 3 is installed included in the TTMKSM angular-azimuth meter 5, the axis of which is parallel to the axes of cameras 1 and 2.

Контроллер управления 4, входящий в состав ТТМКСМ, располагается также на мачте сотовой связи и предназначен для синхронизации работы всей системы, сбора и обработки данных. На первый-третий входы контроллера 4 поступают сигналы от тепловизионной камеры 1, видеокамеры 2, угломерно-азимутного измерителя 5, на четвертый вход - сигнал системы ГЛОНАСС, на шестой вход - сигнал с устройства сбора метеорологических данных 6. С первого выхода контроллера 4 сигнал, содержащий данные, полученные от видеокамеры, тепловизионной камеры, угломерно-азимутного измерителя, системы ГЛОНАСС и устройства сбора метеорологических данных, передается через телекоммуникационный модуль 9 (модем) на центральный сервер 8. Второй выход контроллера управления связан с входом устройства управления положением сканирующей платформы, осуществляющим управление по сигналу, поступающему от центрального сервера через телекоммуникационный модуль 9 (модем) на пятый вход контроллера управления.The control controller 4, which is part of the TTMKSM, is also located on the mast of the cellular communication and is designed to synchronize the operation of the entire system, data collection and processing. The first and third inputs of controller 4 receive signals from a thermal imaging camera 1, a video camera 2, a goniometer-azimuth meter 5, the fourth input is a signal from the GLONASS system, and the sixth input is a signal from a meteorological data collection device 6. From the first output of controller 4, a signal containing data received from a video camera, thermal imaging camera, azimuth meter, GLONASS system and meteorological data collection device, is transmitted via telecommunication module 9 (modem) to central server 8. Second output Oller control associated with input scanning platform position control device for performing control on the signal coming from the central server 9 through the communication module (modem) to the fifth control input of the controller.

Угломерно-азимутный измеритель 5 определяет азимутальный угол положения тепловизионной камеры 1 и видеокамеры 2, расположенных на сканирующей платформе, и угол отклонения их оптических осей от горизонтали. Эти данные о текущем положении камер 1 и 2 передаются на контроллер управления 4 и далее на центральный сервер 8, что позволяет серверу 8 вычислять угол между направлением на север и направлением на очаг возгорания, а также дальность до очага возгорания на основании данных о высоте установки ТТМКСМ и угле наклона камеры.The azimuthal azimuth meter 5 determines the azimuthal angle of the position of the thermal imaging camera 1 and the video camera 2 located on the scanning platform, and the angle of deviation of their optical axes from the horizontal. These data on the current position of cameras 1 and 2 are transmitted to the control controller 4 and then to the central server 8, which allows server 8 to calculate the angle between the north direction and the direction to the fire source, as well as the distance to the fire center based on the installation height of the ТТМКСМ and camera angle.

На мачте сотовой связи также установлено устройство сбора метеоданных 6, которое предназначено для получения данных о текущей температуре, температуре точки росы, количестве выпавших осадков и направлении и скорости ветра. Эти данные также передаются на контроллер управления 4. На основании этих данных в дальнейшем прогнозируется пожароопасность (возможность распространения огня, скорость распространения и направление).A weather collection device 6 is also installed on the cellular mast, which is designed to obtain data on the current temperature, dew point temperature, amount of precipitation and the direction and speed of the wind. These data are also transmitted to control controller 4. Based on these data, a fire hazard is predicted in the future (possibility of fire spreading, propagation speed and direction).

Сигнал с блока глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) ГЛОНАСС 7, поступающий на четвертый вход контроллера 4, позволяет осуществлять привязку работы системы раннего обнаружения пожаров к географическим координатам, а также служит для синхронизации каждого устройства в единой системе по спутниковым сигналам точного времени и фазовой синхронизации сигнала для передачи информации на центральный сервер 8.The signal from the GLONASS 7 Global Navigation Satellite System (GNSS) unit, delivered to the fourth input of controller 4, allows you to bind the early fire detection system to geographic coordinates, and also serves to synchronize each device in a single system using accurate time and phase synchronization satellite signals signal for transmitting information to a central server 8.

Тепловизионная камера 1 и видеокамера 2 предназначены для работы в температурном режиме от - 40°С до +50°С, что позволяет использовать их непрерывно в течение года.The thermal imaging camera 1 and video camera 2 are designed to operate in a temperature mode from - 40 ° С to + 50 ° С, which allows them to be used continuously for a year.

Дальность обнаружения очага возгорания подсистемой выявления очагов возгорания, расположенной на мачтах сотовой связи, составляет 35 км и более.The range of detection of a fire source by the subsystem for identifying fire sources located on the masts of cellular communications is 35 km or more.

За счет того что базовым сигналом для обнаружения очага возгорания является сигнал с тепловизионной камеры 1, на результаты работы и чувствительность подсистемы выявления очагов возгорания не влияет время суток и года, наличие облачности, тумана и других помех визуальной видимости.Due to the fact that the signal from the thermal imaging camera 1 is the basic signal for detecting the source of ignition, the results of the work and the sensitivity of the subsystem for identifying the source of ignition are not affected by the time of day or year, the presence of cloudiness, fog, and other visual disturbances.

ТТМКСМ может быть оснащен рядом дополнительных устройств, позволяющих снизить вероятность ложных срабатываний, учесть климатические условия и повысить точность определения координат очага.TTMKSM can be equipped with a number of additional devices that reduce the likelihood of false alarms, take into account climatic conditions and improve the accuracy of determining the coordinates of the focus.

Подсистема передачи данных предназначена для передачи данных, полученных от контроллера 4, на центральный сервер 8 для обработки результатов.The data transmission subsystem is designed to transfer data received from the controller 4 to the central server 8 for processing the results.

Первый выход контроллера 4 соединен с телекоммуникационным модулем (модемом) 9, который предназначен для передачи тепловизионного и видеоизображения, данных от метеостанции, данных о координатах очагов пожара и приема исполнительных команд для устройства управления сканирующей платформой от центрального сервера 8.The first output of the controller 4 is connected to a telecommunication module (modem) 9, which is designed to transmit thermal and video images, data from a weather station, data on the coordinates of the fire sources and receive executive commands for the scanning platform control device from the central server 8.

Центральный сервер 8 обрабатывает полученную от устройств информацию, осуществляет привязку очагов возгорания к географическим координатам с отображением на электронной карте местности, выводит разносенсорное панорамное изображение на монитор оператора вместе с тепловизионным и видеоизображением.The central server 8 processes the information received from the devices, links the foci of fire to geographical coordinates with the display on an electronic map of the area, displays a multi-sensor panoramic image on the operator’s monitor along with the thermal and video image.

В состав заявленной комплексной системы входит подсистема интеллектуальной обработки и картографии. Поскольку тепловизионная система обнаружения пожаров способна выявлять любые объекты, имеющие повышенную относительно окружающего фона температуру, в том числе Солнце, движущийся воздушный или наземный транспорт, пролетающих птиц и т.п., то с целью снижения вероятности ложной тревоги используют блок интеллектуальной обработки полученного теплоизображения с целью выявления трендов быстродвижущихся целей с тепловым контрастом, сопоставления трендов с зоной обзора и исключения формирования сигналов тревоги для целей, движущихся в воздушном пространстве или по известным траекториям и дорогам.The composition of the claimed integrated system includes a subsystem of intelligent processing and cartography. Since a thermal imaging fire detection system is capable of detecting any objects that have a temperature that is elevated relative to the surrounding background, including the Sun, moving air or ground vehicles, flying birds, etc., in order to reduce the likelihood of a false alarm, an intellectual processing unit for the received thermal image is used with the purpose of identifying trends of fast-moving targets with thermal contrast, comparing trends with the viewing area and eliminating the formation of alarms for targets moving in ear space, or the known paths and roads.

Автоматизированная подсистема картографии (аналогичная системе аналога по патенту US 5734335) предназначена для преобразования данных, наблюдаемых тепловизионными камерами, расположенными на мачтах антенн соседних базовых станций, в систему географических координат (приведение результатов контроля к плану местности), определения координат возгорания и отображения данной информации на карте (плане). Результат подобного преобразования схематично показан на фиг.3.The automated mapping subsystem (similar to the analogue system according to US Pat. No. 5,734,335) is designed to convert the data observed by thermal imaging cameras located on the antenna masts of neighboring base stations into a geographic coordinate system (bringing control results to a terrain plan), determining fire coordinates and displaying this information on map (plan). The result of such a conversion is shown schematically in FIG. 3.

Результаты в дальнейшем могут быть переданы службам реагирования МЧС России и Рослесхоза с целью своевременного принятия решений. Возможна также передача информации с указанием координат очагов пожаров на авиационные средства охраны лесов и пожаротушения.The results can then be transferred to the response services of the Ministry of Emergencies of Russia and Rosleskhoz with a view to timely decision making. It is also possible to transmit information indicating the coordinates of the fire sources to aviation forest protection and fire fighting equipment.

В предлагаемом решении в центральном сервере 8 производится наложение двух изображений - на изображение от тепловизионного модуля накладывается изображение, полученное от видеокамеры. За базовый сигнал для оценки события принимается тепловизионное изображение как наиболее информативное для решения задач раннего обнаружения очагов возгорания. Сигнал видеокамеры позволяет получить более информативную и понятную оператору картинку места происшествия.In the proposed solution, two images are superimposed in the central server 8 - the image obtained from the video camera is superimposed on the image from the thermal imaging module. The thermal signal image is taken as the most informative for solving the problems of early detection of foci of ignition as the basic signal for evaluating an event. The signal of the video camera allows you to get a more informative and understandable picture to the operator of the scene.

На монитор автоматизированного рабочего места (АРМ) выводятся три картинки - совмещенное изображение, тепловизионное изображение и видеоизображение, что позволяет системе и оператору своевременно принять правильное решение.Three pictures are displayed on the monitor of the workstation (AWP) - a combined image, a thermal image and a video image, which allows the system and the operator to make the right decision in a timely manner.

Использование данного метода позволяет сохранить высокую работоспособность системы в условиях плохой видимости, таких как дымка, туман, дождь, ночное время, засветка камеры солнцем.Using this method allows you to maintain high system performance in conditions of poor visibility, such as haze, fog, rain, night time, sun exposure to the camera.

Система в автоматическом режиме осуществляет сканирование местности по горизонту в 360 градусов и до 45 градусов по углу места и в автоматическом режиме выявляет теплоконтрастные объекты с запоминанием их координат и выдает сигнал тревоги. В случае обнаружения статических высокотемпературных объектов (крыши домов, трубы котельных и т.п.) или быстро перемещающихся объектов (автотранспорт) система при последующем сканировании или команде оператора не выдает сигнал тревоги, если температурные параметры объекта не изменяются (аналогично CN 101315667).The system automatically scans the terrain horizontally in 360 degrees and up to 45 degrees in elevation and automatically detects heat-contrasting objects with storing their coordinates and gives an alarm. If static high-temperature objects (roofs of houses, boiler-house pipes, etc.) or rapidly moving objects (vehicles) are detected, the system does not give an alarm signal upon subsequent scanning or an operator command if the temperature parameters of the object do not change (similar to CN 101315667).

Вся информация от устройств наблюдения передается по каналам передачи данных на единый центральный сервер, где осуществляется обработка информации и наложение ее на карту местности с указанием координат расположения устройств слежения и точных координат очага возгорания. На карте также отображается прогнозируемая пожароопасность в данной местности с указанием направления и силы ветра. В последующем данная информация поступает на АРМ операторов.All information from the monitoring devices is transmitted via data transmission channels to a single central server, where information is processed and superimposed on a local map with the location coordinates of the tracking devices and the exact coordinates of the fire source. The map also displays the predicted fire hazard in the area, indicating the direction and strength of the wind. Subsequently, this information is transmitted to the AWP of the operators.

Сканирование местности посредством тепловизионно-телевизионного модуля кругового сканирования осуществляется следующим образом.Scanning the terrain using the thermal imaging-television circular scanning module is as follows.

Азимутальная плоскость разбивается на несколько секторов исходя из особенностей и рельефа местности. Горизонтальная плоскость разбита на сектора таким образом, чтобы при перемещении камеры от точки к точке получалась единая панорамная картинка. После прохождения одного азимутального сектора камеры 1 и 2 переходят на следующий, сканируя таким образом выделенную территорию.The azimuthal plane is divided into several sectors based on the features and terrain. The horizontal plane is divided into sectors so that when moving the camera from point to point, a single panoramic picture is obtained. After passing through one azimuthal sector, chambers 1 and 2 go to the next, scanning the selected area in this way.

При ориентации тепловизионно-телевизионного модуля кругового сканирования местности в контрольную (реперную) точку осуществляется съемка местности тепловизионной и видеокамерами, в автоматизированном режиме вычисляется наличие (отсутствие) очагов возгорания. После этого сканирующая платформа поворачивает камеры 1 и 2 в следующую точку. Все изображения хранятся в памяти центрального сервера, и возможен быстрый переход в необходимую реперную точку.When the thermal imaging and television module for circular scanning of the terrain is oriented to the control (reference) point, the terrain is captured with thermal imaging cameras and video cameras, the presence (absence) of fire sources is calculated in an automated mode. After that, the scanning platform rotates cameras 1 and 2 to the next point. All images are stored in the memory of the central server, and a quick transition to the necessary reference point is possible.

При обнаружении в автоматизированном режиме очага возгорания система останавливает автоматическое сканирование, определяет координаты источника возгорания и пересылает видео- и тепловизионное изображение в реальном масштабе времени, а также координаты очага возгорания оператору.When an ignition zone is detected in an automated mode, the system stops automatic scanning, determines the coordinates of the ignition source and sends a video and thermal imaging image in real time, as well as the coordinates of the ignition source to the operator.

Оператор для правильного принятия решения может в ручном режиме зуммировать изображение от видеокамеры и посмотреть отдельно тепловизионную картинку. Все эти данные необходимы для принятия решения оператором о дальнейшем реагировании на очаг возгорания.For the correct decision-making, the operator can manually zoom in on the image from the video camera and see the thermal image separately. All these data are necessary for the operator to make a decision on further response to the source of ignition.

На основании данных, получаемых от метеостанции, производят расчет коэффициента Нестерова и по запросу оператора подсвечивают электронную карту в различные цвета исходя из значений коэффициента Нестерова. При этом благодаря большому количеству метеостанций на единицу площади оператор получает более точную картину пожароопасной обстановки и вероятности направления распространения пожаров.Based on the data received from the weather station, the Nesterov coefficient is calculated and, at the request of the operator, the electronic map is highlighted in various colors based on the values of the Nesterov coefficient. Moreover, due to the large number of weather stations per unit area, the operator receives a more accurate picture of the fire hazard situation and the probability of the direction of fire propagation.

Для повышения сенсомоторной и психофизиологической совместимости среды «человек-машина» программно-аппаратного комплекса системы раннего обнаружения пожаров на каждом рабочем месте оператора должны быть доступны для обзора мониторы 3-х АРМов, которые служат для отображения специализированной геоинформационной системы, ситуационных изображений от тепловизионных и видеокамер с места события в случае обнаружения признаков пожара и детального анализа обстановки в месте события с использованием управляемых камер с целью выработки решения о дальнейших действиях.To increase the sensorimotor and psychophysiological compatibility of the human-machine environment of the hardware-software complex of the early fire detection system at each operator’s workstation, monitors of 3 AWPs should be available for viewing, which serve to display a specialized geographic information system, situational images from thermal imaging and video cameras from the place of the event in case of detecting signs of fire and a detailed analysis of the situation at the place of the event using controlled cameras in order to develop a solution eeniya about further actions.

Предлагаемая система осуществляет пространственно-временной анализ предыдущих и текущих изображений с использованием метода медианной фильтрации (с целью снижения вероятности ложных помех, вызванных бликами и движущимися объектами), что позволяет ей в автоматизированном режиме с высокой долей вероятности обнаруживать очаги возгорания на ранней стадии и выводить на монитор оператора картинку потенциально опасного участка. Применение автоматизации данного процесса позволяет сократить число операторов и повысить вероятность обнаружения очагов возгорания.The proposed system performs a spatio-temporal analysis of previous and current images using the median filtering method (in order to reduce the likelihood of false interference caused by glare and moving objects), which allows it to automatically detect fires at an early stage and automatically display operator monitor picture of a potentially hazardous area. The use of automation of this process can reduce the number of operators and increase the likelihood of detecting fire sources.

Claims (3)

1. Способ мониторинга лесных пожаров, характеризующийся тем, что мониторинг ведут, по меньшей мере, с двух точек, расположенных на мачтах сотовой связи посредством тепловизионной камеры и видеокамеры, установленных так, что их оси параллельны, и закрепленных на сканирующей платформе, размещенной на каждой мачте сотовой связи, при этом передают изображения, полученные в тепловом и видеоканалах, совместно с данными углового и азимутального направления осей камер, полученными с помощью угломерно-азимутного измерителя, на центральный сервер, в котором преобразуют изображения, полученные от тепловизионных и видеокамер, и данные от угломерно-азимутных измерителей, расположенных на мачтах сотовой связи, в систему географических координат, осуществляют привязку очагов возгорания к географическим координатам с отображением на электронной карте местности, накладывают видеоизображение на изображение от тепловизионной камеры и выводят полученные изображения в виде трех отдельных изображений - полученного наложением разносенсорного панорамного изображения, тепловизионного изображения и видеоизображения на монитор оператора и/или на запоминающее устройство.1. A method for monitoring forest fires, characterized in that the monitoring is carried out from at least two points located on the masts of the cellular communication via a thermal imaging camera and a video camera mounted so that their axes are parallel and mounted on a scanning platform located on each the mast of the cellular communication, while transmitting images obtained in the thermal and video channels, together with the angular and azimuthal directions of the camera axes, obtained using a goniometric-azimuth meter, to a central server, in which the images obtained from thermal imaging and video cameras are converted, and the data from the angular-azimuth meters located on the masts of the cellular communication system into a geographical coordinate system, the foci of fire are geared to the geographical coordinates with display on an electronic map of the area, the video image is superimposed on the image from the thermal imaging cameras and display the resulting images in the form of three separate images - obtained by superimposing a multi-sensor panoramic image, thermal imaging and considerations and the video image on the monitor of the operator and / or to the memory device. 2. Комплексная система раннего обнаружения лесных пожаров, содержащая, по меньшей мере, два тепловизионно-телевизионных модуля кругового сканирования местности, расположенных на мачтах сотовой связи, каждый тепловизионно-телевизионный модуль образован тепловизионной камерой и видеокамерой, установленными так, что их оси параллельны, угломерно-азимутным измерителем, ось которого параллельна осям тепловизионной камеры и видеокамеры, и контроллером управления, при этом тепловизионная камера, видеокамера и угломерно-азимутный измеритель закреплены на сканирующей платформе, установленной на мачте сотовой связи и имеющей возможность вращения относительно вертикальной оси и поворота относительно горизонтальной оси, причем выходы тепловизионной камеры, видеокамеры и угломерно-азимутного измерителя связаны с первым-третьим входами контроллера управления, вход устройства управления движением сканирующей платформы связан с первым выходом контроллера, четвертый вход контроллера управления связан с блоком глобальной навигационной спутниковой системы, при этом система снабжена телекоммуникационным модулем, осуществляющим беспроводную связь с центральным сервером, причем телекоммуникационный модуль связан входом-выходом соответственно со вторым выходом и пятым входом контроллера управления.2. A comprehensive system for the early detection of forest fires, containing at least two thermal imaging television modules for circular scanning of the area located on the masts of cellular communications, each thermal imaging television module is formed by a thermal imaging camera and a video camera installed so that their axes are parallel, goniometric - an azimuth meter, the axis of which is parallel to the axes of the thermal imaging camera and the video camera, and a control controller, while the thermal imaging camera, the video camera and the azimuthal azimuth meter l are mounted on a scanning platform mounted on a cellular mast and having the ability to rotate relative to the vertical axis and rotate relative to the horizontal axis, the outputs of the thermal imaging camera, video camera and azimuth meter are connected to the first or third inputs of the control controller, the input of the scanning platform motion control device connected to the first output of the controller, the fourth input of the control controller is connected to the unit of the global navigation satellite system, while the system nabzhena communication module performing wireless communication with a central server, wherein the telecommunications module input-output connected respectively to the second outlet and the fifth control input of the controller. 3. Комплексная система раннего обнаружения лесных пожаров по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена устройством сбора метеоданных, выход которого связан с шестым входом контроллера управления. 3. The integrated system for early detection of forest fires according to claim 2, characterized in that it is equipped with a weather data collection device, the output of which is connected to the sixth input of the control controller.
RU2011135773/08A 2011-08-29 2011-08-29 Method to monitor forest fires and complex system for early detection of forest fires built on principle of heterosensor panoramic view of area with function of highly accurate detection of fire source RU2486594C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011135773/08A RU2486594C2 (en) 2011-08-29 2011-08-29 Method to monitor forest fires and complex system for early detection of forest fires built on principle of heterosensor panoramic view of area with function of highly accurate detection of fire source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011135773/08A RU2486594C2 (en) 2011-08-29 2011-08-29 Method to monitor forest fires and complex system for early detection of forest fires built on principle of heterosensor panoramic view of area with function of highly accurate detection of fire source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011135773A RU2011135773A (en) 2013-03-10
RU2486594C2 true RU2486594C2 (en) 2013-06-27

Family

ID=48702551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011135773/08A RU2486594C2 (en) 2011-08-29 2011-08-29 Method to monitor forest fires and complex system for early detection of forest fires built on principle of heterosensor panoramic view of area with function of highly accurate detection of fire source

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2486594C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2556536C1 (en) * 2014-07-18 2015-07-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of detecting forest fire
RU2594145C1 (en) * 2015-08-31 2016-08-10 Владимир Михайлович Смирнов Method of detecting fires
RU2625715C1 (en) * 2016-06-29 2017-07-18 Общество с ограниченной ответственностью "СИНКРОСС" Fire detector for fire-fighting robot targeting
RU2663246C1 (en) * 2017-03-20 2018-08-03 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Method for the forest fire monitoring and complex system for early detection of forest fire
RU2667793C1 (en) * 2017-07-21 2018-09-24 Закрытое акционерное общество "ИНТЕГРА-С" Geoinformation system in 4d format
RU2749587C1 (en) * 2020-05-23 2021-06-15 Борис Юрьевич Гайворонский Method for operational remote fire extinguishing and a fire extinguishing element for its implementation
RU2756593C1 (en) * 2020-09-28 2021-10-01 Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Спецавтоматика" Scanning flame detector with a function of determining the angular coordinate of the fire source
RU2768772C1 (en) * 2021-04-15 2022-03-24 Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Спецавтоматика" Automatic coordinate fire source detection system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103400463B (en) * 2013-06-21 2016-08-10 广东省林业科学研究院 A kind of forest fires localization method based on two dimensional image and device
CN117079424A (en) * 2022-03-31 2023-11-17 旭宇光电(深圳)股份有限公司 Remote forest fire monitoring and early warning system and method based on photovoltaic cell power supply

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6400265B1 (en) * 2001-04-24 2002-06-04 Microstrategy, Inc. System and method for monitoring security systems by using video images
EP1667453A1 (en) * 2001-04-17 2006-06-07 Quadriga Technology Limited Local distribution system
RU2316821C2 (en) * 2005-07-05 2008-02-10 Нортроп Граман Корпорейшн Method for automatic asymmetric detection of threat with usage of reverse direction tracking and behavioral analysis
RU76808U1 (en) * 2008-04-18 2008-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) DEVICE FOR DETERMINING FIRE HAZARD OF CONIFEROUS FORESTRY ARRAY
RU2342709C2 (en) * 2003-10-20 2008-12-27 Вагнер Аларм-унд Зихерунгссистем ГмбХ Method and device of detecting fire and determining its origin

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1667453A1 (en) * 2001-04-17 2006-06-07 Quadriga Technology Limited Local distribution system
US6400265B1 (en) * 2001-04-24 2002-06-04 Microstrategy, Inc. System and method for monitoring security systems by using video images
RU2342709C2 (en) * 2003-10-20 2008-12-27 Вагнер Аларм-унд Зихерунгссистем ГмбХ Method and device of detecting fire and determining its origin
RU2316821C2 (en) * 2005-07-05 2008-02-10 Нортроп Граман Корпорейшн Method for automatic asymmetric detection of threat with usage of reverse direction tracking and behavioral analysis
RU76808U1 (en) * 2008-04-18 2008-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) DEVICE FOR DETERMINING FIRE HAZARD OF CONIFEROUS FORESTRY ARRAY

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2556536C1 (en) * 2014-07-18 2015-07-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of detecting forest fire
RU2594145C1 (en) * 2015-08-31 2016-08-10 Владимир Михайлович Смирнов Method of detecting fires
RU2625715C1 (en) * 2016-06-29 2017-07-18 Общество с ограниченной ответственностью "СИНКРОСС" Fire detector for fire-fighting robot targeting
RU2663246C1 (en) * 2017-03-20 2018-08-03 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Method for the forest fire monitoring and complex system for early detection of forest fire
RU2667793C1 (en) * 2017-07-21 2018-09-24 Закрытое акционерное общество "ИНТЕГРА-С" Geoinformation system in 4d format
RU2749587C1 (en) * 2020-05-23 2021-06-15 Борис Юрьевич Гайворонский Method for operational remote fire extinguishing and a fire extinguishing element for its implementation
RU2756593C1 (en) * 2020-09-28 2021-10-01 Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Спецавтоматика" Scanning flame detector with a function of determining the angular coordinate of the fire source
RU2768772C1 (en) * 2021-04-15 2022-03-24 Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Спецавтоматика" Automatic coordinate fire source detection system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011135773A (en) 2013-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2486594C2 (en) Method to monitor forest fires and complex system for early detection of forest fires built on principle of heterosensor panoramic view of area with function of highly accurate detection of fire source
RU113046U1 (en) COMPREHENSIVE SYSTEM FOR EARLY DETECTION OF FOREST FIRES, BUILT ON THE PRINCIPLE OF A VARIETY SENSOR PANORAMIC SURVEY OF THE AREA WITH THE FUNCTION OF HIGH-PRECISION DETERMINATION OF THE FIRE OF THE FIRE
CN107316012B (en) Fire detection and tracking method of small unmanned helicopter
CA2301895C (en) Apparatus and method for monitoring and reporting weather conditions
CA2767312C (en) Automatic video surveillance system and method
US20070000317A1 (en) System and method for territory thermal monitoring
JP3225434B2 (en) Video presentation system
CN105389936A (en) Intelligent protection system for forest disasters
CN111126734A (en) Offshore wind farm dispatching management system
WO1997035433A1 (en) A fire imaging system and method
KR20170101519A (en) Apparatus and method for disaster monitoring using unmanned aerial vehicle
CN102646311A (en) Intelligent smoke and fire detecting system using real-time dynamic cruising images
Grammalidis et al. A multi-sensor network for the protection of cultural heritage
KR20220053027A (en) Systems and methods for monitoring airspace over a wide range of sites
RU2542873C1 (en) System for technical surveillance of protected area
CN103548064A (en) Monitoring system
RU2663246C1 (en) Method for the forest fire monitoring and complex system for early detection of forest fire
CN108924494B (en) Aerial monitoring system based on ground
JP2000163673A (en) Monitoring device
KR100390600B1 (en) Apparatus for monitoring woodfire and position pursuit and a method for operating the same
Perez-Mato et al. Real-time autonomous wildfire monitoring and georeferencing using rapidly deployable mobile units
Lin et al. Application of multi-band networking and UAV in natural environment protection and disaster prevention
RU2276808C2 (en) Device for twenty-four-hour detection and monitoring of spread of fire centers in region
RU190185U1 (en) Device for detecting forest fires
KR200430051Y1 (en) Forest management system using GIS