[发明专利]小型无人直升机的火灾检测与跟踪方法

权利要求书

1.一种小型无人直升机的火灾检测与跟踪方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

S1、小型无人直升机的火灾检测与跟踪系统初始化以及开启地面站系统以及GIS平台；

S2、通过机载彩色摄像头采集彩色图像，通过机载红外摄像头采集红外图像，并建立流媒体服务器实时传输彩色图像到地面站系统；

S3、根据火灾的RGB值找出彩色图像的可疑区域，并提取可疑区域的RGB值、灰度共生矩阵的对比度，能量，熵特征；

S4、根据灰度的阈值找出火灾在红外图像中的可疑区域，并提取可疑区域的圆形度和面积变化率特征；

S5、火灾的彩色图像的特征和红外图像的特征作为SVM训练的正样本，重复步骤S2、S3、S4，分别采集无火焰的图像，提取特征作为SVM训练的负样本，之后用SVM进行离线训练；

S6、重复步骤S2、S3、S4，提取彩色图像中可疑区域的RGB值，灰度共生矩阵的对比度、能量、熵特征以及红外图像中可疑区域的圆形度和面积变化率特征，代入到经过离线训练后SVM中进行决策分类；

S7、若SVM判定可疑区域是火灾，则利用机载处理器计算红外图像火点坐标并发送给云台，若判断可疑区域不是火灾，则回到步骤S2；

S8、云台接收到红外图像中的火点坐标并实时跟踪火点；

S9、云台的惯性测量单元获取红外摄像头姿态角；

S10、地面站接收小型无人直升机的经纬度、高度、偏航角信息以及云台的惯性测量单元获取的红外摄像头姿态角，计算出火点的精确经纬度定位信息；所述步骤S10过程如下：

已知小型无人直升机经纬度fly_lng、fly_lat，飞行高度H，飞行偏航角Ф，云台的惯性测量单元获取的红外摄像头姿态角分别为滚转角α和俯仰角θ，红外摄像头保持镜头和小型无人直升机前进方向一致时α＝0°，θ＝0°，则红外摄像头能拍摄到的距离映射到地面上则为L＝H*cotθ，飞机以正北方向为0°计算偏航角，γ为红外摄像头偏离正北方向的角度，则

γ＝Ф+α

△Lat＝L*cosγ

△Lng＝L*sinγ

其中，△Lat、△Lng分别为在经线上和纬线上相对于飞机的距离；

已知地球半径为6371千米，换算成经纬度则为：

△Lat_degree＝(180°*△Lat)/(6371*10³*π)；

△Lng_degree＝(180°*△Lng)/(6371*10³*cos(△Lat_degree+fly_lat)*π)；

得到火点坐标为：

Fire_lng＝fly_lng+△Lng_degree

Fire_lat＝fly_lat+△Lat_degree

其中fly_lng、fly_lat为飞机的经纬度，Fire_lng、Fire_lat为火点的经纬度；

S11、将火灾点的精确定位发送到GIS平台，GIS平台把火点的精确定位在地图上标出。

2.根据权利要求1所述的小型无人直升机的火灾检测与跟踪方法，其特征在于，所述红外摄像头姿态角包括俯仰角和滚转角。

3.根据权利要求1所述的小型无人直升机的火灾检测与跟踪方法，其特征在于，所述地面站系统包括一个图像显示界面，用于实时显示接收的彩色图像；还包括一个手动控制云台的按键组合，包括“上”，“下”，“左”，“右”，可以控制云台上下左右移动来寻找火点位置；还包括8个显示框，分别用来显示红外摄像头的姿态角和小型无人直升机的经纬度、高度、偏航角的信息以及显示地面站系统最终计算的火点精确经纬度定位信息；

所述GIS平台包括一个osm-gps-map开源地图，在接收到地面站系统发送的火点精确经纬度定位信息后有一个火灾图标在定位处闪烁并显示出实时经纬度坐标。