[發明專利]基于無人機的森林火災自動拍照跟蹤方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 202110484192.8
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113190031B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 唐靜遠;張瑜;趙艷平;胡毅;廖俊宇;田茂霞
• 申請（專利權）人: 成都思晗科技股份有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙) 51237
• 代理人: 羅艷

1.一種基于無人機的森林火災自動拍照跟蹤方法，其特征在于，包括：

接收林火區域的位置坐標，根據林火區域的位置坐標分別設置直通濾波中X軸和Y軸的限定范圍對原始地理信息點云進行裁剪，獲得林火區域點云；

將林火區域點云投影到二維平面，獲得二維林火區域點云；

根據二維林火區域點云的參數信息，通過VoxelGrid濾波器創建三維體素柵格；

通過三維體素柵格內的重心點表示三維體素柵格內的所有點，獲得稀釋后的二維林火區域點云；

將稀釋后的二維林火區域點云按照坐標值X大小指從小到大排序，得到的頂點序列p₁，p₂，...，p_n；

將p₁和p₂放到二維林火區域點云凸包中，從p₃開始，當當前點在二維林火區域點云凸包的逆時針方向時繼續放入二維林火區域點云凸包中，否則依次刪除最近加入二維林火區域點云凸包的點，直到新點在逆時針方向，重復這個過程，直到碰到最右邊的p_n，求出了二維林火區域點云凸包的下凸包；

將p_n和p_n-1放到二維林火區域點云凸包中，從p_n-2開始，當當前點在二維林火區域點云凸包的逆時針方向時繼續放入二維林火區域點云凸包中，否則依次刪除最近加入二維林火區域點云凸包的點，直到新點在逆時針方向，重復這個過程，直到碰到最左邊的p₁，求出了二維林火區域點云凸包的上凸包；

依次判斷二維林火區域點云凸包上的點是否都在該凸包上，若不是則刪除；

根據二維林火區域點云凸包邊界上的二維點云計算二維林火區域點云凸包重心；

根據二維林火區域點云凸包各個頂點的坐標、二維林火區域點云凸包重心和預設安全飛行距離，通過等比例放大不規則多邊形的算法計算無人機二維航線；

將林火區域凸包一一對應原始地理信息點云獲取原始海拔數據，再加上預設高程數據作為航線海拔高度；

判斷無人機二維航線的頂點間間距是否大于預設間距，若是，則每間隔預設間距判斷該點的實際海拔高度，計算無人機的航線海拔高度與實際海拔高度的高度差是否大于預設海拔差值，若否則重新設置航線海拔高度為實際海拔高度加上預設高程數據；

對無人機二維航線加上航線海拔高度獲得無人機三維航線；

在無人機三維航線上的預設監控點對林火進行拍照獲得第一圖像，保存當前相機參數不變，從該監控點向二維林火區域點云凸包的重心方向移動預設距離再進行拍照，獲得第二圖像；

通過opencv圖像處理庫對第一圖像和第二圖像進行處理，篩出林火區域；

計算林火區域在第一圖像和第二圖像中的高度所占的像素，通過單目視覺的測距算法，計算出林火區域無人機與當前林火區域邊界的距離；

通過無人機拍照的經緯度坐標和從無人機內置系統獲取的無人機拍照的機頭朝向和俯仰角，計算出林火區域的經緯度坐標；

判斷林火區域的經緯度坐標到三維航線的距離是否大于預設安全距離，若是，則將林火區域的經緯度坐標加入林火區域坐標且不動作，若否，則將林火區域的經緯度坐標加入林火區域坐標重新生成無人機三維航線。