[发明专利]基于无人机的森林火灾自动拍照跟踪方法、装置及系统

权利要求书

1.一种基于无人机的森林火灾自动拍照跟踪方法，其特征在于，包括：

接收林火区域的位置坐标，根据林火区域的位置坐标分别设置直通滤波中X轴和Y轴的限定范围对原始地理信息点云进行裁剪，获得林火区域点云；

将林火区域点云投影到二维平面，获得二维林火区域点云；

根据二维林火区域点云的参数信息，通过VoxelGrid滤波器创建三维体素栅格；

通过三维体素栅格内的重心点表示三维体素栅格内的所有点，获得稀释后的二维林火区域点云；

将稀释后的二维林火区域点云按照坐标值X大小指从小到大排序，得到的顶点序列p₁，p₂，...，p_n；

将p₁和p₂放到二维林火区域点云凸包中，从p₃开始，当当前点在二维林火区域点云凸包的逆时针方向时继续放入二维林火区域点云凸包中，否则依次删除最近加入二维林火区域点云凸包的点，直到新点在逆时针方向，重复这个过程，直到碰到最右边的p_n，求出了二维林火区域点云凸包的下凸包；

将p_n和p_n-1放到二维林火区域点云凸包中，从p_n-2开始，当当前点在二维林火区域点云凸包的逆时针方向时继续放入二维林火区域点云凸包中，否则依次删除最近加入二维林火区域点云凸包的点，直到新点在逆时针方向，重复这个过程，直到碰到最左边的p₁，求出了二维林火区域点云凸包的上凸包；

依次判断二维林火区域点云凸包上的点是否都在该凸包上，若不是则删除；

根据二维林火区域点云凸包边界上的二维点云计算二维林火区域点云凸包重心；

根据二维林火区域点云凸包各个顶点的坐标、二维林火区域点云凸包重心和预设安全飞行距离，通过等比例放大不规则多边形的算法计算无人机二维航线；

将林火区域凸包一一对应原始地理信息点云获取原始海拔数据，再加上预设高程数据作为航线海拔高度；

判断无人机二维航线的顶点间间距是否大于预设间距，若是，则每间隔预设间距判断该点的实际海拔高度，计算无人机的航线海拔高度与实际海拔高度的高度差是否大于预设海拔差值，若否则重新设置航线海拔高度为实际海拔高度加上预设高程数据；

对无人机二维航线加上航线海拔高度获得无人机三维航线；

在无人机三维航线上的预设监控点对林火进行拍照获得第一图像，保存当前相机参数不变，从该监控点向二维林火区域点云凸包的重心方向移动预设距离再进行拍照，获得第二图像；

通过opencv图像处理库对第一图像和第二图像进行处理，筛出林火区域；

计算林火区域在第一图像和第二图像中的高度所占的像素，通过单目视觉的测距算法，计算出林火区域无人机与当前林火区域边界的距离；

通过无人机拍照的经纬度坐标和从无人机内置系统获取的无人机拍照的机头朝向和俯仰角，计算出林火区域的经纬度坐标；

判断林火区域的经纬度坐标到三维航线的距离是否大于预设安全距离，若是，则将林火区域的经纬度坐标加入林火区域坐标且不动作，若否，则将林火区域的经纬度坐标加入林火区域坐标重新生成无人机三维航线。