[发明专利]一种利用飞机摄像头确定地面火点坐标的方法

说明书

本发明公开了一种利用飞机摄像头确定地面火点坐标的方法，涉及飞行器灭火领域，具体步骤为：第一步，在镜头坐标系中建立火点坐标；第二步，将火点坐标映射到地面坐标系中；第三步，将火点坐标映射到物理坐标系中；第四步：与飞机初始坐标加权得到火点实际坐标。本发明在飞行器上通过摄像头拍摄到火点后，可以对火点坐标进行快速和精确的定位，对火情变化的响应速度快，可以及时调配、组织人员和装备投入火场；本发明的扩展性强，对不同镜头的适应性较好，对于图像精度要求不高，计算简便，可有效节约成本。综上所述，本发明在防火救灾方面具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及飞行器灭火技术领域，特别是利用飞机摄像头确定地面火点坐标的方法。

背景技术

飞行器灭火是指利用消防专用飞机从空中扑灭火势，通常用于森林大火等大面积火灾。灭火用的飞行器从传统的固定翼飞机，目前已发展到无人机。灭火系统也从传统的手动操作系统发展到目前的自动灭火系统。对于自动灭火系统而言，在火灾发生初期准确地定位火点的地面位置十分重要，它直接决定着灭火设备的瞄准精度，对于自动灭火系统能否在火灾初期有效控制火势起着关键作用。如果不能迅速确定火点位置，导致防火指挥部门不能及时调配、组织人员和装备投入火场，延误了灭火的最佳时机。在飞行器上通过摄像头拍摄到火点后，如何快速准确定位火点的物理坐标，就是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种利用飞机摄像头确定地面火点坐标的方法，本发明的目的是实现在飞行器上通过摄像头拍摄到火点后立即对火点坐标进行快速和精确的定位。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种利用飞机摄像头确定地面火点坐标的方法，该方法包括以下步骤：

第一步：在镜头坐标系中建立火点坐标；

设镜头分辨率为F1*F2，以镜头中心点为原点(0，0)建立镜头坐标系，设观察到的火点在镜头坐标系中的坐标为P(x，y)；

第二步：将火点坐标映射到地面坐标系中；

设镜头高度为h，镜头在横向和纵向的视场角分别为镜头在地面最大可观测到的横向和纵向距离分别为L1、L2，则：

以镜头中心点在地面上的投影点为原点(0，0)，以飞机向前飞行方向作为y轴正向，建立地面坐标系，火点在地面坐标系中的坐标为P’ (x’，y’)；

P点和P’点的位置满足：

得到：

第三步：将火点坐标映射到物理坐标系中；

以镜头中心点在地面上的投影点为原点(0，0)，正北方N为y 轴正向,正东方E为x轴正向，建立物理坐标系，火点在物理坐标系中的坐标为P”(x”，y”)；

在物理坐标系中：

角β为磁罗盘与机头方向之间的夹角；

将第二步得到的x’，y’代入上式得到x”，y”：

其中，角α满足

则