[发明专利]基于无人机的森林火灾监测系统、方法及存储介质

权利要求书

1.基于无人机的森林火灾监测系统，其特征在于，包括：

中波红外摄像模块，所述中波红外摄像模块用于获取无人机周围的红外图像；

GPRS通信模块，所述GPRS通信模块用于实现无人机与控制中心的数据传输；

GPS定位模块，所述GPS定位模块用于获取无人机的飞行位置；

避障模块，所述避障模块用于实现无人机的避障；

报警模块，所述报警模块用于在处理模块判断存在火灾隐患时进行报警；

所述中波红外摄像模块、GPRS通信模块、GPS定位模块、避障模块以及报警模块电连接所述处理模块，所述处理模块用于根据中波红外摄像模块获取的红外图像信息并根据所述红外图像信息对是否存在火灾隐患进行判断，控制避障模块进行避障以及控制报警模块进行报警。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的森林火灾监测系统，其特征在于，所述中波红外摄像模块包括摄像头以及信号处理模块，所述摄像头的视场为5^*×6.25^*，所述摄像头的响应波段为3.5-5.0μm，所述摄像头的镜口焦距为88mm，所述摄像头的口径为44mm，所述摄像头的F数为2.0。

3.根据权利要求2所述的基于无人机的森林火灾监测系统，其特征在于，上述的信号处理模块包括探测器模块、减法电路模块、二阶低通滤波电路模块以及数模转换电路模块，其中所述探测器模块输出的信号连接所述减法电路模块的正输入端，所述减法电路模块的负输入端为参考电压，所述减法电路模块的输出端连接所述二阶低通滤波电路模块的输入端，所述二阶低通滤波电路模块的输出端连接所述数模转换器。

4.根据权利要求1所述的基于无人机的森林火灾监测系统，其特征在于，所述避障模块包括超声波收发装置、视觉传感模块，所述超声波收发装置用于探测障碍物的位置，所述视觉传感模块包括视觉传感器以及摄像头，所述视觉传感模块用于计算无人机与障碍物之间的实时距离d。

5.基于无人机的森林火灾监测方法，其特征在于，应用于上述的基于无人机的森林火灾监测系统，包括以下：

获取中波红外摄像模块得到的红外图像信息，通过OpenCV对所述红外图像信息进行图像处理判断是否存在火灾隐患，若存在则处理模块通过GPRS通信模块告知控制中心无人机所述位置存在火灾隐患，控制中心通过GPS定位模块获取无人机位置信息，处理模块控制报警模块进行报警；

获取超声波收发装置探测得到的障碍物位置信息d₀，获取视觉传感模块得到的图像信息M以及图像M的光流信息，根据所述图像信息M以及图像的光流信息计算无人机与障碍物的实时距离d，若d小于阈值h，则处理模块判断为不存在碰撞风险，无人机无需进行避障，若d不小于阈值h，则处理模块判断为存在碰撞风险，无人机需要进行避障，无人机飞行方向改变。

6.根据权利要求5所述的基于无人机的森林火灾监测方法，其特征在于：所述的计算无人机与障碍物的实时距离d以及阈值h包括以下：

步骤1、计算图像M经过两帧去雾后的图像N上同名点的光流向量合集X_b：

X_b＝{(b_s0,b_q0),…(b_sn,b_qn)},

其中n代表同名点的数值，b_sn代表各个光流点的源点，b_qn代表各个光流点的终点；

步骤2、根据光流向量合集X_b对图像M进行光流计算得出图像M的光流值|V_xn|

步骤3、光流向量合集X_b计算N的前一帧图像L上的同名点到图像L的中心点的距离d_1n，

其中(O_x，O_y)为图像中心点的坐标；其中|V_xn|即为无人机与障碍物之间的实时距离d，而其中D为无人机的实时飞行速度v以及航拍时间t的乘积。