一種可擴展的多無人機協作火情處理方法及系統技術方案

本發明專利技術涉及一種可擴展的多無人機協作火情處理方法及系統，所述系統至少包括配設有云臺相機的第一自主飛行器和第二自主飛行器。本申請所提出的多無人機協作火情處理系統將第一自主飛行器與第二自主飛行器進行信息交互融合，即使是在網絡環境較差的森林滅火場景下也不會完全依賴于遠程控制臺，第一自主飛行器采用分步驟定位的方式實現對火情的定位，一方面在實現初步定位時就指示第二自主飛行器進行移動，提高了滅火效率，另一方面第一自主飛行器無需負載較大重量的滅火設備而可以更高效地進行火情巡航，并且第一自主飛行器可以在第二自主飛行器執行滅火任務時持續移動以從不同角度或不同高度觀察滅火情況，進一步提高了滅火效率。了滅火效率。

A scalable method and system of multi UAV cooperative fire processing

【技術實現步驟摘要】
一種可擴展的多無人機協作火情處理方法及系統


[0001]本專利技術涉及滅火系統
，尤其涉及一種可擴展的多無人機協作火情處理方法及系統。

技術介紹

[0002]現有的森林防火工作方式大多是人工瞭望和搭建遠程視頻監控系統，但是人防巡查的方式存在巡查面積小、花費時間長、工作量大以及林區邊緣死角難以顧及等問題，其火情預警及時性非常低；而搭建遠程監控系統的方式要求實時傳輸監控視頻，需要龐大且昂貴的通信網絡，工作人員也要24小時不間斷地監視各測試點所傳回的視頻，并且當火災發生時，由于受地理環境的限制，人和消防車將無法順利抵達現場，會延誤火情的撲救。隨著無人機技術的興起，無人機技術為森林巡檢和滅火提供了另一種新途徑。
[0003]現有技術中公開號為CN111529995A的專利文獻提出了一種基于無人機巡查滅火的方法與系統，其中方法包括：根據森林面積，對整片森林進行區域分塊規劃；基于所述區域分塊規劃，確定每一塊區域的巡查航路；確定執行巡查任務的多架巡查用無人機，指定每一架巡查用無人機的巡查航路并分別上傳；控制多架巡查用無人機按照各自巡查航路在對應的區域分塊上進行巡查，實時偵測火情；當森林發生火情時，根據所述巡查用無人機發回的火情，放飛至少一架滅火用無人機進行定點投放滅火物料滅火。
[0004]上述技術方案所提出的滅火解決方案是指在指揮中心的統一指揮控制下，調度無人機對火情進行偵察，以及根據火情信息調度第二自主飛行器進行消防滅火，期間由于無人機之間缺乏信息交互，融合程度低，滅火效率較為低下，沒有發揮出無人機消防更大的優勢；并且，在上述技術方案中，所有無人機在網絡環境較差的森林滅火場景下均依賴于遠程指揮中心才能被調控，無法保障滅火效率。
[0005]此外，一方面由于對本領域技術人員的理解存在差異；另一方面由于申請人做出本專利技術時研究了大量文獻和專利，但篇幅所限并未詳細羅列所有的細節與內容，然而這絕非本專利技術不具備這些現有技術的特征，相反本專利技術已經具備現有技術的所有特征，而且申請人保留在
技術介紹
中增加相關現有技術之權利。

技術實現思路

[0006]針對現有技術之不足，本專利技術提供了一種可擴展的多無人機協作火情處理系統，至少包括配設有云臺相機的第一自主飛行器和第二自主飛行器。所述第一自主飛行器將根據神經網絡模型進行初步計算所得出的火情位置發送給第二自主飛行器，指示第二自主飛行器在發現火情的初期向火情發生地點移動，同時根據精確定位算法飛行至火情上方實現精確定位。第一自主飛行器將精確火情位置發送給第二自主飛行器，以使得第二自主飛行器在無需裝載攝像組件的情況下飛行至精確火情位置并實現滅火彈的精準拋投。
[0007]本申請所提出的多無人機協作火情處理系統將第一自主飛行器與第二自主飛行器進行信息交互融合，即使是在網絡環境較差的森林滅火場景下也不會完全依賴于遠程控
制臺，第一自主飛行器采用分步驟定位的方式實現對火情的定位，一方面在實現初步定位時就指示第二自主飛行器進行移動，提高了滅火效率，另一方面第一自主飛行器無需負載較大重量的滅火設備而可以更高效地進行火情巡航，并且第一自主飛行器可以在第二自主飛行器執行滅火任務時持續移動以從不同角度或不同高度觀察滅火情況，進一步提高了滅火效率。
[0008]根據一種優選實施方式，所述第一自主飛行器根據深度卷積神經網絡將畫面中的火情的中心點標出，根據火情的中心點與畫面中心點所形成的差值數據來調整無人機的運動，兩者在X軸上形成的差值與在Y軸上形成的差值都小于預設像素時確定火情定位成功。
[0009]根據一種優選實施方式，所述系統還包括位于操作人員端的控制臺，所述控制臺被配置為根據操作人員的指令信息指示第一自主飛行器進入進行火情搜索與判斷的搜索階段，并在接收到第一自主飛行器所獲取到的火情圖像時指示第一自主飛行器進入定位階段，在接收到第一自主飛行器的定位完成信息時在操作人員的指令信息下指示第一自主飛行器重新進入定位階段或進入滅火階段，在接收到第一自主飛行器的滅火反饋信息時在操作人員的指令信息下指示第一自主飛行器重新進入搜索階段或定位階段。
[0010]根據一種優選實施方式，所述控制臺被配置為根據操作人員的指令信息將巡航范圍信息發送至第一自主飛行器以指示第一自主飛行器按照預定的路徑進行搜索，所述控制臺將空閑第二自主飛行器信息發送至第一自主飛行器以供其調度。
[0011]根據一種優選實施方式，所述控制臺被配置為將接收到的來自第一自主飛行器的定位完成信息顯示至操作人員，并在操作人員反饋第一自主飛行器定位失敗的情況下，控制臺指示第一自主飛行器重新進入定位階段，在操作人員反饋第一自主飛行器定位成功或未在指定時長內反饋確認的情況下，控制臺指示第一自主飛行器進入滅火階段。
[0012]根據一種優選實施方式，所述控制臺被配置為將接收到的第一自主飛行器的滅火反饋信息顯示至操作人員，并在操作人員反饋第一自主飛行器滅火成功的情況下，控制臺指示第一自主飛行器重新進入搜索階段，在操作人員反饋第一自主飛行器滅火失敗的情況下，控制臺指示第一自主飛行器進入定位階段。
[0013]根據一種優選實施方式，第二自主飛行器被配置為根據下式計算其在水平二維坐標系上的速度分量(V
x2
，V
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)：
[0014]V
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[0016]其中，θ
c
為第一自主飛行器IMU傳感器所獲得的角度；θ
a
為第二自主飛行器上IMU傳感器所獲得的角度；θ
a
'為第二自主飛行器通電時與X軸的夾角；(V
x1
，V
y1
)為在第一自主飛行器的攝像頭所設定的坐標系下的第二自主飛行器的所在位置；θ
c
'為第一自主飛行器通電時與X軸的夾角。
[0017]本申請還提出了一種可擴展的多無人機協作火情處理方法。所述方法至少包括利用控制臺指示第一自主飛行器進入進行火情搜索與判斷的搜索階段。在接收到第一自主飛行器根據事先訓練好的神經網絡模型所獲取到的火情圖像時，可利用控制臺指示第一自主飛行器進入定位階段本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種可擴展的多無人機協作火情處理系統，至少包括配設有云臺相機的第一自主飛行器和第二自主飛行器，其特征在于，第一自主飛行器將根據神經網絡模型進行初步計算所得出的火情位置發送給第二自主飛行器，指示第二自主飛行器在發現火情的初期向火情發生地點移動，同時根據精確定位算法飛行至火情上方實現精確定位；第一自主飛行器將精確火情位置發送給第二自主飛行器，以使得第二自主飛行器在無需裝載攝像組件的情況下飛行至精確火情位置并實現滅火彈的精準拋投。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一自主飛行器根據深度卷積神經網絡將畫面中的火情的中心點標出，根據火情的中心點與畫面中心點所形成的差值數據來調整無人機的運動，兩者在X軸上形成的差值與在Y軸上形成的差值都小于預設像素時確定火情定位成功。3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述第二自主飛行器被配置為根據下式計算其在水平二維坐標系上的速度分量(V
x2
，V
y2
)：V
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(θ
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'))+V
y1
*cos((θ
c
+θ
c
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(θ
a
+θ
a
'))；其中，θ
c
為第一自主飛行器IMU傳感器所獲得的角度；θ
a
為第二自主飛行器上IMU傳感器所獲得的角度；θ
a
'為第二自主飛行器通電時與X軸的夾角；(V
x1
，V
y1
)為在第一自主飛行器的攝像頭所設定的坐標系下的第二自主飛行器的所在位置；θ
c
'為第一自主飛行器通電時與X軸的夾角。4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述系統還包括位于操作人員端的控制臺，所述控制臺被配置為：根據操作人員的指令信息...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王獻昌，王開宇，呂家興，付榮昊，
申請(專利權)人：成都軟智科技有限公司，
類型：發明
國別省市：