[发明专利]一种林业防火用监测系统

权利要求书

1.一种林业防火用监测系统，包括安装在稳定高度飞行无人机上的控制器、数据收集模块，以及设于监控中心的上位机，其特征在于：所述数据收集模块与用于监测区域烟雾浓度变化的烟雾传感器相连，所述数据收集模块与用于监测区域热量变化的热量传感器相连，所述数据收集模块与用于监测区域光照强度变化的光照传感器相连，所述数据收集模块与用于监测区域风向变化的风向传感器相连，所述数据收集模块与用于对无人机进行定位的定位模块相连；

所述数据收集模块与用于拍摄森林各监测区域画面的摄像头相连，所述数据收集模块收集各监测区域相关数据并发送给所述控制器，所述控制器通过第一无线通信模块向所述上位机发送数据；

所述上位机通过第二无线通信模块接收所述控制器发送的数据，所述上位机与用于存储各监测区域植被种植数据的存储器相连，所述上位机与用于根据所述定位模块获取该定位地点对应地理信息的GIS系统相连，所述上位机与用于根据所述摄像头拍摄森林各监测区域画面提取火焰特征的火焰特征提取模块相连，所述上位机与用于对当前火场进行三维建模的现实火场建模模块相连，所述上位机与用于基于所述现实火场建模模块的建模结果结合所述风向传感器的监测数据对未来时间段内的火场进行三维建模的预测火场建模模块相连，所述上位机与用于将所述存储器存储各监测区域植被种植数据覆盖在所述预测火场建模模块的建模结果上并预估损失的损失预估模块相连。

2.根据权利要求1所述的林业防火用监测系统，其特征在于：所述控制器与用于对所述摄像头拍摄画面进行编码的视频编码器相连，所述上位机内部设有用于对编码的视频进行解码的视频解码器。

3.根据权利要求1所述的林业防火用监测系统，其特征在于：所述控制器每分钟向所述数据收集模块发送一次数据索取指令，所述数据收集模块每分钟向所述控制器发送该时段内收集各监测区域的相关数据。

4.根据权利要求1所述的林业防火用监测系统，其特征在于：所述现实火场建模模块一方面通过所述GIS系统、火焰特征提取模块对当前火场进行三维建模，另一方面通过所述烟雾传感器、热量传感器、光照传感器、风向传感器的监测数据以及GIS系统对当前火场进行三维建模。

5.根据权利要求4所述的林业防火用监测系统，其特征在于：所述火焰特征提取模块将所述摄像头拍摄森林各监测区域画面进行灰度处理，计算出RGB中R、G、B三个通道的平均值，然后将计算得到的平均值分别重新附给R、G、B三个分量；对得到的灰度图片进行二值化处理，设定红色分量R的阈值为R_T，R_T的值由图像的直方图估算得到，大于阈值R_T的像素点标为1，即白色，小于阈值R_T的像素点标为0，即黑色；采用opencv视觉图像处理模块绘制出火焰轮廓，并调用opencv视觉图像处理模块中的绘制矩形框，用矩形框将二值化图像中白色像素点作为火灾区域标记出来。

6.根据权利要求4所述的林业防火用监测系统，其特征在于：所述现实火场建模模块根据所述风向传感器的监测数据对所述烟雾传感器、热量传感器的监测数据进行误差修正。

7.根据权利要求1所述的林业防火用监测系统，其特征在于：所述上位机与用于在发现火情后向林业消防部门进行报警的报警模块相连，同时所述上位机通过所述第二无线通信模块将所述现实火场建模模块、预测火场建模模块的建模结果发送给林业消防部门。