[发明专利]一种基于无人机的林地自主巡检系统

权利要求书

1.一种基于无人机的林地自主巡检系统，其特征在于其包括：位于林区基站的远程监控地面站、无人机以及搭载在所述无人机上的林地巡检装置；

所述林地巡检装置对林区的三维激光点云数据和导航定位数据进行采集，并发送到所述地面站；

所述地面站根据接收的三维激光点云数据完成当前林区的三维模型构建，对三维模型分析后计算得到最优巡检路径发送到所述无人机；

所述无人机按照最优巡检路径和导航定位数据进行林地自主巡检，巡检过程中所述林地巡检装置实时采集林区的可见光及红外热图像视频数据、光谱图数据以及烟气检测数据并发送到所述地面站，所述地面站根据接收到的数据对林区环境进行分析，得到林区植被的健康状况和起火点位置信息。

2.如权利要求1所述的一种基于无人机的林地自主巡检系统，其特征在于：所述林地巡检装置包括机载计算机、激光扫描仪、导航定位模块、双光热成像相机、多光谱相机、烟气检测模块和机载通讯传输模块；

所述机载计算机用于根据所述地面站发送的最佳巡检路径以及所述导航定位模块的定位信息，控制所述无人机按照最佳巡检路径自主飞行；

所述激光扫描仪用于对当前林区环境进行实时扫描，得到当前林区环境的三维激光点云数据；

所述导航定位模块用于对当前林区进行导航定位；

所述双光热成像相机用于对当前林区环境进行红外和光热检测，得到当前林区的红外热和可见光图像视频数据；

所述多光谱相机用于对当前林区环境进行光谱检测，得到当前林区的光谱图；

所述烟气监测模块用于对林区环境的各气体成分浓度进行检测，同时对林区环境内可疑烟雾进行识别；

所述机载通讯传输模块用于将激光扫描仪、机载导航定位模块、挂载双光热成像相机、挂载多光谱相机、烟气检测模块所采集的林区三维激光点云数据、导航定位数据、可见光及红外热图像视频数据、光谱图数据以及烟气检测数据发送到所述地面站，同时将所述地面站返回的最优巡检路径发送到所述机载计算机。

3.如权利要求2所述的一种基于无人机的林地自主巡检系统，其特征在于：所述双光热成像相机包括红外热成像传感器和可见光传感器，所述红外热成像传感器用于捕获当前林区的红外热图像视频数据，所述可见光传感器用于捕获当前林区的可见光图像视频数据。

4.如权利要求2所述的一种基于无人机的林地自主巡检系统，其特征在于：所述多光谱相机包括多光谱传感器和阳光传感器，所述多光谱传感器用于捕获当前林区植物吸收和反射的光量信息；所述阳光传感器用来记录太阳发出的光照强度。

5.如权利要求2所述的一种基于无人机的林地自主巡检系统，其特征在于：所述机载通讯传输模块为4G模块或WIFI模块。

6.如权利要求1所述的一种基于无人机的林地自主巡检系统，其特征在于：所述远程地面监控站包括地面通讯传输模块、三维模型重建模块、植被健康分析模块、疑似起火点定位模块、报警模块和显示屏；

所述地面通讯传输模块用于所述机载巡检装置发送的所有数据，并发送到所述植被健康分析模块、疑似起火点定位模块和三维模型重建模块；

所述三维模型重建模块用于根据接收到的三维激光点云数据，完成当前林区的三维模型构建，并计算得到最优巡检路径通过地面通讯传输模块发送到所述无人机；

所述植被健康分析模块用于根据接收到的光谱数据，对植被的光谱特征进行分析，在巡检完整片林地后生成一幅NDVI图，同时在地图上标记出各区域内植被的健康状况，当植被健康状况异常时，发送报警信号到所述报警模块；

所述疑似起火点定位模块根据接收到的可见光和红外热成像视频数据以及烟气检测数据，计算出目标林地温度异常的区域并在重构的三维模型上标记出来，同时发送报警信号到所述报警模块；

所述报警模块用于根据接收到的报警信息进行声光报警；

所述显示屏用于对三维模型重建模块、植被健康分析模块、疑似起火点定位模块中的数据进行显示。