[发明专利]一种固定点位森林林火定位方法

说明书

本发明公开了一种固定点位森林林火定位方法，包括步骤：一、构建固定点位式林火自动监测平台；二、图像采集及背景帧图像建模；三、背景差分处理；四、逻辑运算获取运动前景目标；五、火焰识别；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；七、读取云台位置的经纬度数据和海拔数据；八、定位林火着火点的经纬度数据和海拔数据。本发明通过对连续的多帧林区实时图像进行逻辑或运算，获取当下所有的运动目标信息，通过对多张或运算后的图像进行逻辑与运算，剔除随机干扰运动目标，得到运动区域，通过火焰中心向图像中心移动的方式获取林火着火点方位，利用测距仪测距，最后经换算得到林火着火点的经纬度和高程，计算量少，效率高。

技术领域

本发明属于森林林火定位技术领域，具体涉及一种固定点位森林林火定位方法。

背景技术

森林火灾是世界性林业重要灾害之一，具有突发性与随机性，能够在较短的时间内造成较大的损失。森林火灾在全球每年都发生很多起，有的由于发现不及时，最后演变成超大规模的森林火灾，从而造成林业资源的重大损失和全球性环境污染。因此，一旦有火灾发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，但是扑救是否及时，完全取决于对森林火灾的发现是否及时。传统的森林火灾监测技术主要包括瞭望台监测、人工巡护监测、飞机航测、卫星监测以及无线传感网监测等。瞭望台监测需要修建瞭望台，需要人实时值守；人工巡护监测需要大量的人力巡逻，容易错过最佳预警时机，同时可能造成额外伤害；飞机航测成本高，连续性差；卫星监测周期长，灵活性差；无线传感网布防太困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种固定点位森林林火定位方法，通过连续的多帧图像与背景帧图像进行差分运算，有效提取微小运动目标，再对连续的多帧林区实时图像进行逻辑或运算，获取当下所有的运动目标信息，包括飞鸟等随机运动目标，然后通过对多张或运算后的图像进行逻辑与运算，剔除随机干扰运动目标，得到运动区域，利用YCbCr颜色模型检测出视野内的火焰信息，最后通过火焰中心向图像中心移动的方式获取林火着火点方位，利用测距仪测距，最后经换算得到林火着火点的经纬度和高程，实现林火无人化定位，计算量少，为大型救援直升机提供数据参考，提高作业效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：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以及安装在立柱上且设置有测距仪和摄像头的云台，云台上还安装有北斗定位模块和气压海拔计；

测距仪的激光光束与摄像头的镜头中轴平行；

步骤二、图像采集及背景帧图像建模：保持摄像头静止不动，摄像头的视野固定不变，利用摄像头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；