[發明專利]用于智能噴火清障無人機的控制系統及方法

有效

• 申請號: 202011064230.6
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112180976B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 陳世江;任勇;蔣維;龍興杰;周曉冰;陳旭;何家豪;熊佳豪
• 申請（專利權）人: 重慶電子工程職業學院
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 康奇剛

1.用于智能噴火清障無人機的控制系統，包括安裝在無人機上的攝像組件、噴火組件和控制器，噴火組件包括防爆油箱、耐高溫噴管、點火器和噴嘴；噴嘴通過耐高溫噴管連接防爆油箱，噴嘴處設置有點火器和防風罩，耐高溫噴管與噴嘴連接處設置有電磁閥，電磁閥與噴火組件的處理器電連接，防爆油箱連接微型油泵，微型油泵與噴火組件的處理器電連接；

其特征在于，所述控制器包括輸入模塊、數據庫、處理模塊和輸出模塊，其中：

輸入模塊，用于獲取攝像組件拍攝目標區域內的視頻圖像；

數據庫，用于預先存儲映射關系表，映射關系表包括參照圖像和相應的噴火控制指令；

處理模塊，用于接收視頻圖像，根據運動目標檢測算法從視頻圖像中提取障礙物圖像，并根據圖像比較算法從數據庫中匹配出與障礙物圖像相似度最高的參照圖像，得到噴火控制指令；

輸出模塊，用于接收噴火控制指令，并將噴火控制指令輸出到噴火組件的處理器中；

還包括安裝在無人機上的熱成像儀；輸入模塊，還用于獲取熱成像儀拍攝的障礙物燃燒圖像，生成熱力圖；處理模塊，還用于接受并處理熱力圖，提取圖像中的障礙物圖像和電線圖像，輸入預先建立的二維坐標模型中，定位障礙物圖像和電線圖像的交點坐標；判斷模塊，還用于判斷熱力圖中交點坐標處的顏色信息，如果顏色信息為紅色，則驅動無人機飛行至障礙物上方。

2.根據權利要求1所述的用于智能噴火清障無人機的控制系統，其特征在于：所述噴火控制指令包括噴火時間和火焰大小。

3.根據權利要求1所述的用于智能噴火清障無人機的控制系統，其特征在于：所述參照圖像包括氣球圖像、風箏圖像和塑料袋圖像。

4.根據權利要求1所述的用于智能噴火清障無人機的控制系統，其特征在于：所述處理模塊還用于對參照圖像和障礙物圖像進行圖像縮放處理，并將縮放后的圖像轉換為灰度圖，計算灰度圖中所有像素點的灰度平均值，比較每個像素點的灰度值與灰度平均值，得到哈希值；并根據參照圖像的哈希值和障礙物圖像的哈希值計算漢明距離，若漢明距離小于第一預設閾值，則判定該參照圖像與障礙物圖像相似度最高。

5.根據權利要求1所述的用于智能噴火清障無人機的控制系統，其特征在于：還包括安裝在無人機上的距離傳感器；所述輸入模塊，還用于獲取距離傳感器采集的無人機與障礙物之間的距離信息，生成當前距離信息；處理模塊，還用于接收當前距離信息，并根據第二預設閾值處理當前距離信息，如果當前距離信息大于第二預設閾值，則驅動無人機向障礙物飛行。

6.用于智能噴火清障無人機的控制方法，其特征在于，適用于如權利要求1-5任意一項所述的用于智能噴火清障無人機的控制系統，包括如下步驟：

S1、獲取攝像組件拍攝目標區域內的視頻圖像；

S2、接收視頻圖像，根據運動目標檢測算法從視頻圖像中提取障礙物圖像，并根據圖像比較算法從數據庫中匹配出與障礙物圖像相似度最高的參照圖像，得到噴火控制指令；

S3、接收噴火控制指令，并將噴火控制指令輸出到噴火組件的處理器中。

7.根據權利要求6所述的用于智能噴火清障無人機的控制方法，其特征在于：所述步驟S2中噴火控制指令具體包括噴火時間和火焰大小。

8.根據權利要求6所述的用于智能噴火清障無人機的控制方法，其特征在于：所述步驟S2中具體還包括步驟S21、對參照圖像和障礙物圖像進行圖像縮放處理，并將縮放后的圖像轉換為灰度圖，計算灰度圖中所有像素點的灰度平均值，比較每個像素點的灰度值與灰度平均值，得到哈希值；并根據參照圖像的哈希值和障礙物圖像的哈希值計算漢明距離，若漢明距離小于第一預設閾值，則判定該參照圖像與障礙物圖像相似度最高。

9.根據權利要求6所述的用于智能噴火清障無人機的控制方法，其特征在于：所述步驟S1中具體還包括步驟S11、獲取距離傳感器采集的無人機與障礙物之間的距離信息，生成當前距離信息；S12、接收當前距離信息，并根據第二預設閾值處理當前距離信息，如果當前距離信息大于第一預設閾值，則驅動無人機向障礙物飛行。

10.根據權利要求6所述的用于智能噴火清障無人機的控制方法，其特征在于：所述步驟S2中的運動目標檢測算法采用的是幀間差分法。