[發(fā)明專利]一種基于二維圖像的林火定位方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310249001.5
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103400463A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 李小川;李興偉;王振師;周宇飛;岑棓琛;陳嘉浩;曾宇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省林業(yè)科學研究院;視野機器人有限公司
• 主分類號: G08B17/00
• 分類號: G08B17/00;G08B17/12;G06K9/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

1.一種基于二維圖像的林火定位方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.建立全球數(shù)字高程模型：根據(jù)地球表面的高度數(shù)據(jù)，組成一個球狀的點云，每三個相鄰的點組成一個三角形的面，組合成全球的山勢圖，進而建立起全球數(shù)字高程模型，同時建立全球數(shù)字高程模型坐標和現(xiàn)實地球坐標的對照表；

S2.存儲影像采集設備的位置信息：在后端處理器中存儲所有已安裝的影像采集設備的地理位置信息，并在所述全球數(shù)字高程模型中建立相對應的模擬監(jiān)測點；所述地理位置信息包括影像采集設備所在位置的經(jīng)緯度和高度信息；

S3.識別森林火情：前端處理器根據(jù)影像采集設備的傳感器組件探知的火情信息，進行火情識別；如識別出有火情，則將火情警報、存在火情警報的二維影像、火源在影像采集設備所采集的二維影像中的平面坐標位置、影像采集設備的地理位置信息以及影像采集設備的拍攝角信息傳送至后端處理器；

S4.定位火源位置：

S41.后端處理器利用二維影像的平面坐標數(shù)據(jù)，在全球數(shù)字高程模型中，從監(jiān)測到火源的影像采集設備對應的模擬監(jiān)測點處模擬投射出一條指向二維影像上火源位置的直線，用于重構(gòu)現(xiàn)實環(huán)境中視野和光線進入影像采集設備鏡頭的路徑；

S42.所述直線在全球數(shù)字高程模型中逐步增長，每步移動一定像素值；每增長一次，就執(zhí)行一次碰撞感測，碰撞感測即為查看直線是否與全球數(shù)字高程模型中的任何面產(chǎn)生碰撞；?

S43.如果直線和全球數(shù)字高程模型中的面發(fā)生碰撞，那么在碰撞發(fā)生的位置就是林火發(fā)生的實際位置，即火源的位置，查找全球數(shù)字高程模型中坐標和現(xiàn)實地球坐標的對照表就得出該位置的經(jīng)度、緯度和高度信息；

S44.如果直線增長至超過有效監(jiān)控范圍一定倍數(shù)的距離后，仍沒有和全球數(shù)字高程模型中的面發(fā)生碰撞，則停止再將直線延伸；此時得出在直線經(jīng)過的空間出現(xiàn)了火情，但是無法感知距離；采用人工從三維地圖上沿著模擬直線的路徑，并配合實時視頻監(jiān)控信息以找出火源的位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維圖像的林火定位方法，其特征在于，所述影像采集設備包括透霧攝像儀和紅外線熱成像儀，所述紅外線熱成像儀上設有所述傳感器組件。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于二維圖像的林火定位方法，其特征在于，所述二維影像是二維紅外線熱成像圖片。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于二維圖像的林火定位方法，其特征在于，所述透霧攝像儀包括CMOS或CCD寬動態(tài)攝像機、設于攝像機上的近紅外攝像專用定焦鏡頭以及設于鏡頭前方可阻隔可見光光譜的近紅外穿透濾鏡。

5.一種基于二維圖像的林火定位裝置，其特征在于，包括：

影像采集設備：用于拍攝所需監(jiān)控區(qū)域獲得影像并傳送至處理器；

處理器：包括前端處理器和后端處理器，所述前端處理器設有火源識別模塊，所述后端處理器設有火源定位模塊；

所述火源識別模塊用于分析影像采集設備采集的影像信息，識別火情并將火情警報、存在火情警報的二維影像、火源在影像采集設備所采集的二維影像中的平面坐標位置、影像采集設備的地理位置信息、影像采集設備的拍攝角信息傳送至火源定位模塊；

所述火源定位模塊用于：

a.建立全球數(shù)字高程模型，所述全球數(shù)字高程模型是根據(jù)地球表面的高度數(shù)據(jù)，組成一個球狀的點云，每三個相鄰的點組成一個三角形的面，從而組合而成的全球山勢圖；同時建立全球數(shù)字高程模型坐標和現(xiàn)實地球坐標的對照表；

b.根據(jù)火源識別模塊傳送的信息，定位火源位置：根據(jù)火源識別模塊發(fā)來的二維影像的平面坐標數(shù)據(jù)，在全球數(shù)字高程模型中，從監(jiān)測到火源的影像采集設備對應的模擬監(jiān)測點模擬投射出一條指向二維影像上火源位置的直線；所述直線在全球數(shù)字高程模型中逐步增長，每步移動一定像素值；每增長一次，就執(zhí)行一次碰撞感測，碰撞感測即為查看直線是否與全球數(shù)字高程模型中的任何面產(chǎn)生碰撞；直線和全球數(shù)字高程模型中的面發(fā)生碰撞的位置即為現(xiàn)實中林火發(fā)生的位置，查找全球數(shù)字高程模型中坐標和現(xiàn)實地球坐標的對照表就得出該位置的經(jīng)度、緯度和高度信息；如果直線增長至超過有效監(jiān)控范圍一定倍數(shù)的距離后，仍沒有和全球數(shù)字高程模型中的面發(fā)生碰撞，則停止再將直線延伸；此時得出在直線經(jīng)過的空間出現(xiàn)了火情，但是無法感知距離。