[發明專利]基于多無人機的森林防火系統及其方法

在審

• 申請號: 202010350494.1
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111508181A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 賈子彥;吳雪濤;郭輝;孫曉鋒;張雷;諸一琦;陶為戈;俞洋;劉曉杰
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: G08B17/00
• 分類號: G08B17/00;G08B17/103;H04N7/18;B64C39/02;B64D1/06;A62C3/02
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 張勵

1.一種基于多無人機的森林防火系統的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：地面站接收所述煙霧傳感器發送來的其所在地點的作為報警信息的煙霧信息；

步驟2：地面站控制巡檢無人機起飛前往進行對疑似著火區的圖像采集，并把該圖像傳輸給地面站進行火災檢測來判斷是否真的發生火災。

2.根據權利要求1所述的基于多無人機的森林防火系統的方法，其特征在于，所述把該圖像傳輸給地面站進行火災檢測來判斷是否真的發生火災的方法，包括：

所述巡檢無人機懸停在疑似著火區的上方拍攝并實時對地面站發回該疑似著火區的實況圖像，所述巡檢無人機對實況圖像進行拼接處理得到全景圖，然后進行火災檢測和火災蔓延預測。

3.根據權利要求1所述的基于多無人機的森林防火系統的方法，其特征在于，所述巡檢無人機會定期對森林的區域進行巡檢，同時會拍攝森林的區域的圖像發回給地面站，再由地面站的工作人員根據圖像信息統計每個區域所生長的植被類型，輸入地面站的數據庫中。

4.根據權利要求2所述的基于多無人機的森林防火系統的方法，其特征在于，所述得到全景圖以后，還包括：地面站對圖片進行火災檢測，若檢測結果為假，則認定為煙霧傳感器節點誤報警，地面站通知所有派出的巡檢無人機返航；若檢測結果為真，則地面站根據拼接后的圖像，再結合當地氣象部門發布的當天氣象信息，包括當地溫度、濕度、降雨量、風速、風向、地溫和氣壓，再通過數據庫查詢火場區域的植被類型，并且結合相關消防知識，對火災區域進行蔓延預測，并計算預測后火場區域的面積。

5.根據權利要求4所述的基于多無人機的森林防火系統的方法，其特征在于，所述蔓延趨勢能劃分為主要戰略地帶，蔓延趨勢小的劃分為次要戰略地帶。

6.根據權利要求4所述的基于多無人機的森林防火系統的方法，其特征在于，所述地面站將火場面積轉換為任務量，按滅火任務量1:2的比例命令消防無人機先滅主要地帶的火，再滅次要地帶的火；而消防無人機飛至報警位置，根據當時風向，由上風口進入火場，優先對火尾和火翼位置投放滅火彈，阻止火災向更多的區域蔓延；

所述消防無人機投放滅火彈后，所述巡檢無人機再對火災區進行拍攝，將圖像發回給地面站，地面站再次對巡檢無人機發回的圖像進行火災檢測，并對比滅火彈投放前后的圖像，在圖像中將區域分別標定為未燃區，燃燒區和燃盡區；然后再讓消防無人機繼續對燃燒區滅火，如此循環，直至未檢測到燃燒區，地面站再通知所有無人機返航。

7.一種基于多無人機的森林防火系統，其特征在于，包括：

設置在森林各處需要監測森林火災的地點的若干煙霧傳感器節點，所述煙霧傳感器節點用于采集所在地點的煙霧信息；

所述煙霧傳感器節點與地面站無線連接，所述地面站用于接收所述煙霧傳感器發送來的其所在地點的作為報警信息的煙霧信息；

所述地面站還與巡檢無人機無線連接，所述地面站還用于接收到所述煙霧傳感器發送來的報警信息后，控制所述巡檢無人機起飛前往進行對疑似著火區的圖像采集，并把該圖像傳輸給所述地面站進行火災檢測來判斷是否真的發生火災。

8.根據權利要求7所述的基于多無人機的森林防火系統，其特征在于，所述煙霧傳感器節點，包括煙霧檢測模塊、GPS全球定位模塊和通信交互模塊，所述煙霧檢測模塊、GPS全球定位模塊均和通信交互模塊通信連接，所述煙霧傳感器用于對森林火災的前期識別以及所述GPS全球定位模塊通過所述通信交互模塊向地面站發送疑似著火區域位置。

9.根據權利要求7所述的基于多無人機的森林防火系統，其特征在于，所述巡檢無人機包括無人機姿態模塊、位置模塊、圖像模塊和通信交互模塊；所述無人機姿態模塊、位置模塊、圖像模塊均和通信交互模塊通信連接。

10.根據權利要求7所述的基于多無人機的森林防火系統，其特征在于，所述基于多無人機的森林防火系統，還包括：

消防無人機；

所述消防無人機包括多臺，用于接收所述地面站發出的出警任務，飛至火災區域完成無人機滅火任務，并記錄和儲存滅火全過程；

消防無人機包括無人機姿態模塊、位置模塊、圖像模塊、通信交互模塊和消防模塊；所述消防模塊包括滅火彈投射裝置，所述滅火彈投射裝置與消防無人機控制端相連；

所述巡檢無人機和消防無人機搭載鋰電池和太陽能發電板。