[发明专利]一种固定点位森林林火定位方法

权利要求书

1.一种固定点位森林林火定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、构建固定点位式林火自动监测平台：在林区内的高地(6)上安装固定点位式林火自动监测平台，所述固定点位式林火自动监测平台包括立柱(5)以及安装在立柱(5)上且设置有测距仪(2)和摄像头(1)的云台，云台上还安装有北斗定位模块和气压海拔计；

测距仪(2)的激光光束与摄像头(1)的镜头中轴平行；

步骤二、图像采集及背景帧图像建模：保持摄像头(1)静止不动，摄像头(1)的视野固定不变，利用摄像头(1)拍摄多帧林区未着火图像，使用混合高斯模型对多帧林区未着火图像进行背景帧图像建模；

步骤三、背景差分处理：利用摄像头(1)连续拍摄a×b帧林区实时图像，每次选用连续的a帧林区实时图像同时与背景帧图像进行差分运算，然后对差分运算后的a帧林区实时图像进行连通域处理，获得背景差分处理后的a×b帧林区实时图像；

其中，a和b均为不小于2的正整数；

步骤四、逻辑运算获取运动前景目标：对差分运算且进行连通域处理后的连续的a帧林区实时图像进行一次逻辑或运算，得到一张林区合并实时图像；

背景差分处理后的a×b帧林区实时图像，进行b次逻辑或运算后，得到b张林区合并实时图像；

对b张林区合并实时图像进行一次逻辑与运算，得到一张保留运动前景目标的图像；

步骤五、火焰识别：利用YCbCr颜色模型对保留运动前景目标的图像进行火焰特征识别提取，获取保留火焰运动目标的图像；

步骤六、火焰中心向图像中心移动并获取林火着火点的方位角和距离：通过图像中心求解算法得到火焰中心位置的像素坐标，利用火焰中心位置的像素坐标与图像中心像素坐标之间的差值(Dx,Dy)调节云台转动，使得火焰中心位置的像素坐标与图像中心像素坐标之间的差值(Dx,Dy)等于(0,0)，即摄像头对准林火着火点，此时火焰中心位置位于图像中心位置；

利用测距仪(2)测量林火着火点(3)与测距仪(2)之间的距离；

读取云台转动角度，获取林火着火点相对于摄像头(1)初始光轴之间的方位角；

所述方位角包括偏航角和俯仰角；

步骤七、读取云台位置的经纬度数据和海拔数据：通过北斗定位模块读取云台位置的经纬度数据，通过气压海拔计获取云台位置的海拔数据；

步骤八、定位林火着火点的经纬度数据和海拔数据：根据公式h＝H-L cosα，计算林火着火点(3)的海拔数据h，其中，H为云台的海拔数据，L为测距仪(2)测量的林火着火点(3)与测距仪(2)之间的距离，α为林火着火点相对于摄像头(1)初始光轴之间的俯仰角；

当固定点位式林火自动监测平台位于北半球时，林火着火点(3)的纬度WD＝N-k₁L sinαcosβ，其中，N为北斗定位模块读取的固定点位式林火自动监测平台的北纬度数，β为林火着火点相对于摄像头(1)初始光轴之间的偏航角，k₁为距离转纬度系数，单位为度每米；

当固定点位式林火自动监测平台位于南半球时，林火着火点(3)的纬度WD＝S+k₁L sinαcosβ，其中，S为北斗定位模块读取的固定点位式林火自动监测平台的南纬度数；

当固定点位式林火自动监测平台位于东半球时，林火着火点(3)的经度JD＝E+k₂L sinαsinβ，其中，E为北斗定位模块读取的固定点位式林火自动监测平台的东经度数，k₂为距离转经度系数，单位为度每米；

当固定点位式林火自动监测平台位于西半球时，林火着火点(3)的经度JD＝W-k₂L sinαsinβ，其中，E为北斗定位模块读取的固定点位式林火自动监测平台的西经度数。

2.按照权利要求1所述的一种固定点位森林林火定位方法，其特征在于：步骤六中，利用测距仪(2)照射至地面(4)测量林火着火点(3)与测距仪(2)之间的距离。