基于着火点影像测距的指令发信组件、装置、系统及方法与流程

本发明属于摄影测量着火点方位与距离，火灾信号报警、呼叫装置；指令发信装置；报警装置，涉及基于着火点影像测距的指令发信组件、装置、系统及方法，应用于森林火灾防治。

背景技术：

1、现有的森林防火技术的监控方式，一般采用飞机巡飞监控或卫星遥感，例如cn115035671a，cn115309182a，但是，其成本过高，无法实现24小时不间断监控。为此，提出了基于热成像与烟雾摄像机。

2、针对之前专利文献cn115273384a，一种森林防火摄像机远距离测算着火点的方法，仅可以实现着火点的精准定位，有效降低监控成本，实现连续监控，但是，在经过试验后，申请人发现在使用过程中存在以下诸多问题，（1），鸟的粪便、杂物钩挂、水汽附着影响相机采集信息；（2），由于所采用的的设备海拔相对高，长时间处于太阳光照射之下，从而产生光解，老化加速的问题；（3），标杆存在灰土附着，影响刻度标记清晰度的技术问题；（4）云台连续旋转，摄像机长时间工作，设备故障率高；（5）摄像机要求性能高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题总的来说是提供基于着火点影像测距的指令发信组件、装置、系统及方法，从而进一步改进上述现有技术，达到有效防火治火综合处理之目的，即实现降低设备故障率及维修频率，保证及时发现着火点并迅速进行预防式干预，减少火势蔓延，达到综合防治的目的。

2、为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

3、为了实现降低现有热摄像机及高分辨率的双目摄像机的布置数量，降低成本，提高对着火点影响测距精度，本发明采用一种基于着火点影像测距的指令发信组件，用于森林防火，在森林中有若干高点部及标杆部；组件包括设置在高点部之上的拍照相机部，拍照相机部的安装位置高于森林区域内所有的树冠高度；拍照相机部为若干，森林防火区域至少被任意两个拍照相机部的拍摄范围重叠覆盖；所述的任意两个拍照相机部的镜头的拍摄方向垂直或斜交；标杆部在对应的拍照相机部的拍摄视角范围内；

4、为了降低对云台的依赖，实现定点拍摄，避免电能浪费，拍照相机部具有多个镜头，拍照相机部的镜头至少朝向东南西北四个方向；标杆部及拍照相机部的位置坐标固定；

5、为了改进测距技术，针对着火点，对应垂直或斜交的拍照相机部定时间定角度拍摄影像，根据着火点在影像中对应两个标杆部投影距离，计算出着火点在实物中对应两个标杆部投影距离，从而计算出着火点与对应拍照相机部 所在的对应的两线段上，着火点在两线段焦点坐标处。

6、作为上述技术方案的进一步改进：

7、为了避免雷、雨、鸟粪等影响，在拍照相机部和/或标杆部上设置有顶罩部；

8、为了提高抗风能力，顶罩部包括伞状顶罩，在伞状顶罩上分布有若干工艺镂空；在工艺镂空上端铰接有铰接遮挡板，在铰接遮挡板下部设置有定位块部，用于卡接在工艺镂空中；在伞状顶罩顶端设置有工艺遮挡部，用于遮挡铰接遮挡板上端铰接部；铰接遮挡板下表面为相对于斜面，铰接遮挡板的侧部与底部具有通风孔；当风超过设定强度，吹动铰接遮挡板的下表面，将铰接遮挡板向上吹起而使得工艺镂空通风。

9、作为优选，在上述改进基础上，可以增加少量的热成像摄像机并设置在对应的高点部之上；从而实现夜间监控与校核。

10、在夜间，热成像摄像机通过自带云台旋转扫描设置，若干热成像摄像机的摄像范围覆盖森林的防火区域；起到辅助作用，夜间可以通过对明火亮度比对，当色差超过设定阈值，认为异常。当出现干雷暴、冬天或极度干燥时，启动热成像摄像机。标杆部在对应的热成像摄像机的拍摄视角范围内；热成像摄像机的位置坐标固定；

11、热成像摄像机的开启策略包括森林的环境亮度低于设定亮度阈值和/或当拍照相机部拍摄影像中存在着火点需要热成像摄像机进行复核时。

12、森林防火区域至少被任意三个拍照相机部的拍摄范围重叠覆盖；针对着火点m处，第三个拍照相机部进行拍照，对着火点m处进行地位坐标复核；

13、为了方便夜间坐标定位，标杆部具有夜光粉或闪光灯，用于夜间发光。

14、作为保护的扩展，一种基于着火点影像测距的指令发信装置，装置包括指令发信组件；在标杆部上升降设置有清理套，从而对标杆上的色标进行定时清理，保持清洁。

15、作为着火点测距的物联网支撑，实现信息的技术处理，将前台搭建在护林站，从而实现快速响应，护林站根据辖区气候、地理等信息，建立数据库作为经验数据，后台实现数据存储，可以搭建在当地基层林业站，本发明的系统包括指令发信组件及配套的防火物联网。

16、作为上述技术方案的进一步改进：防火物理网包括感知层、传输层、平台层及应用层；拍照相机部具有充电电池；充电电池电连接光伏板和/或风力发电机组；感知层，包括用于采集着火点参数的照相机部、用于采集森林湿度的湿度传感器、气象监控系统、用于进行风速及风向监控的风速风向传感器，电量传感器及用于检测充电电池电量的电量传感器；着火点参数包括着火点的方位信息及距离信息；传输层，包括局域网、基站及地理定位模块；平台层，包括应用管理平台及影像处理平台；局域网，基于红外、蓝牙或无线网，覆盖护林站所负责辖区；基站，实现覆盖护林站与上位机通信连接；地理定位模块，基于卫星定位，实现护林站地理位置获取；应用层，包括与照相机部配套的云台、防火机构及上位机；应用管理平台及影像处理平台设置在护林站中的工作站中；应用管理平台，用于监控照相机部的工作状态及防火机构动作；影像处理平台，至少用于处理照相机部上传的影像。

17、为了实现针对着火点及时隔离处理，避免火势快速向外蔓延，实现网格化管理。防火机构包括在森林中设置的若干支撑杆部；在相邻的支撑杆部之间设置有折叠式防火布，在折叠式防火布两端设置有防火布吊环，在支撑杆部顶部设置有绳带导向轮架；在支撑杆部一侧设置有配重架体，在配重架体上分层铰接有对向设置的载重弹性托板；在载重弹性托板上放置有配重部；配重部底部具有定位内止口，在定位内止口中设置有定位卡槽；在配重部上部设置有外侧壁带有弹性凸起部的上定位支柱；上定位支柱与定位内止口适配，弹性凸起部用于进入定位卡槽中；

18、对向设置的载重弹性托板的承载力介于一个到两个配重部的重量之间；

19、最顶层的配重部连接的防火牵拉绳带绕过绳带导向轮架接防火布吊环；

20、在最顶层的载重弹性托板上托载有两个配重部，所述的两个配重部包括最顶层与次顶层的配重部；

21、在支撑杆部上设置有固定吊环，固定吊环通过固定绳带连接最顶层的配重部，使得最顶层的配重部与次顶层的配重部之间分离设置；

22、作为绳带断开的一种方式，在固定绳带一侧设置有电控的切绳子刀；切绳子刀用于剪断固定绳带，最顶层的配重部通过重力下落到次顶层的配重部上，使得最顶层的配重部的定位内止口与次顶层的配重部的上定位支柱配合，通过弹性凸起部用于进入定位卡槽中。

23、为了降低现有算法测距复杂度，实现精准、快速测距，一种基于着火点影像测距的方法， 借助于指令发信系统；该方法执行以下步骤；包括步骤一，着火点的坐标分析方法。在步骤一之后，执行有步骤二，防火方法；

24、作为上述技术方案的进一步改进：

25、分析森林所在地理环境，安装拍照相机部及标杆部；

26、s12，根据天气情况及拍照相机部的性能参数，当森林所在环境亮度大于设定阈值，则拍照相机部直接进行影像拍照并上传影像到所属护林站，通过在护林站的工作站进行影像处理识别，当森林所在环境亮度小于设定阈值，则通过标杆部上的闪光灯和/或荧光发光提高拍摄亮度；当通过提高拍摄亮度的方案，拍照相机部拍照影像的清晰度无法达到设定要求，则启动热成像摄像机进行拍摄；

27、s13，在影像处理平台对图片进行处理，首先，根据拍摄的时间、角度、天气，调取预存的图片，将实时拍摄的图片与预存图片进行比较，设定森林与森林上方天空的灰度值比为k；然后，当ε=|预存图片灰度值比k1-实时图片灰度值比k2|＞设定阈值k，则认为存在异常；其次，启动热成像摄像机进行验证，当出现某区域热度k3高于周围区域热度平级热度δk，则认定为异常；再次，当出现异常；针对异常的图片，进行地理坐标分析；

28、s14，针对异常的图片，首先，在图片上，分析异常点相对于对应两个标杆部投影距离；然后，根据标杆部的坐标，计算出异常的地理位置并认为着火点。

29、s15，通过热成像摄像机和/或多个覆盖异常的地理位置的拍照相机部进行复核；

30、在防火方法中，当出现着火点，应用管理平台通过局域网控制切绳子刀动作，剪断围绕着火点的固定绳带，最顶层的配重部通过重力下落到次顶层的配重部上，使得最顶层的配重部的定位内止口与次顶层的配重部的上定位支柱配合，通过弹性凸起部用于进入定位卡槽中；打开载重弹性托板，使得配重部下降，防火牵拉绳带通过防火布吊环将折叠式防火布上升，从而将着火点进行围挡。

31、本发明在现有方案落地时，进行了改进，降低对摄像机的性能需求及布置数量，省去了云台，避免摄像头旋转动作，改活动为固定设置，进行坐标变化，建立几何比例关系，着火点只需要大致方向即可。本发明实现了基于局域网的快速响应，实现了发现着火点后，快速控制周围的防火布上升形成围挡，避免火势快速蔓延。