[发明专利]基于无人机的火场定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于无人机的火场定位方法及系统，方法包括：获取火场周围多个地方放置实物标志物或特殊建筑物作为标志物的数据建立自定坐标系；在无人机拍摄的图片中手动点出两个所述标志物，结合点击位置和姿态角计算自定坐标系下的无人机位置进行无人机定位；根据两幅无人机拍摄的图片中，手动点出同一个关键点的位置，结合点击位置，姿态角和该关键点的两个拍摄位置，计算所述关键点在所述自定坐标系下的位置坐标，完成火场对于关键点的定位；其中，所述无人机位置即为拍摄位置。本发明对火灾现场进行准确、快速定位，并标注关键点和楼层，为火场指挥人员提供直观的现场情况，辅助其进行救灾战术决策，极大地提高了效率。

技术领域

本发明涉及无人机和火灾检测的技术领域，尤其涉及一种基于无人机的火场定位方法及系统。

背景技术

俗话说：“水火无情”，火灾的处理在当今仍然是世界性的难题。火灾具有偶发性，频发性，突发性，火势也极容易扩散。当火灾发生时，消防人员需要在第一时间对火场进行侦查，确定火灾情况，针对现场建筑结构进行战术部署，寻找求援目标和救援路线。火场指挥员只有及时全面细致的了解火场情况，才能做出正确的判断和部署，以达到控制火情蔓延，减少经济损失和人员伤亡的目的。

目前，火情侦查的方法往往是侦查人员通过人眼，在火场外围进行观察，亦或询问当地知情人员。但火灾现场往往情况复杂，高温、浓烟等环境干扰较强，现场人员紧张不安不知所措，部分建筑结构倒塌变形。传统的侦查方法存在一定的问题。

近年来，旋翼无人机得到了快速发展，飞行稳定、易控制、低风险等特点使其在航空拍摄、灾情考察等多个领域得到了广泛应用。火灾发生时，通过无人机对火场进行拍摄侦察，可以达到快速、准确、全面的效果。

现有技术中，通过无人机进行火灾现场侦察的并不多。大多技术专利使用无人机对森林进行火灾预警和检测。与森林火灾不同，城市火灾的发生往往伴随复杂的建筑结构和耸立的高楼，对侦察的速度和精准度要求更高，一分一秒，一毫一厘都人命关天。如专利1(公布号：CN106530589A)、专利2(公布号：CN106448019A)和专利3(公布号：CN102819926A)中所述专利技术，在获取无人机位置时，均以使用GPS为主，而在复杂的城市环境下，GPS信号容易受到楼房遮挡和气象条件影响，在低楼层和阴雨天的情况下尤为严重，与此同时，建筑物墙面的反射会造成GPS定位误差，再加上其本身的定位误差，便无法进行可靠定位。在专利4(公布号：CN105282517A)所述的针对高楼火灾的勘查技术中，也仅使用GPS作为无人机的定位方法，这会产生上述定位误差的风险。可见，目前在无人机火场侦察技术领域，大部分技术以GPS定位作为无人机定位的主要方法。

利用无人机对火场进行侦查时，可通过拍摄的图片，对火场内指定位置进行定位，对现场建筑物进行简单建模。而常用的建模和定位技术，重点在于自动识别、自动生成以及生成的效果，例如专利5(公布号：CN106054931A)中所述视觉定位系统，为自动识别其特定标志，需要进行较多图像处理操作，以确定标志在图片中的位置；专利6(公布号：CN102142153A)所述图像三维重建方法，同样进行了较多操作，对图像进行分割，识别建筑边缘和纹理。这些方法具有全自动的优点，但操作复杂，花费时间较多，不利于火场求援。

综上，无人机虽然是火场侦察的得力帮手，但如何快速、精准的使用无人机仍是技术难点。当火灾发生时，对现场情况精确的定位是最为重要的，而在满足精确的同时，如何提高速度，如何简化操作流程，如何降低设备成本，如何做到可视化的现场重建，则是相应的技术挑战。

发明内容

本发明提供一种基于无人机的火场定位方法及系统，实现快速、精准火场定位。

本发明基于无人机的火场定位方法采用以下技术方案，包括步骤：

获取火场周围多个地方放置实物标志物或特殊建筑物作为标志物的数据建立自定坐标系；