基于群控无人机的森林火灾预警系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于群控无人机的森林火灾预警系统，包括：高空无人机和低空无人机；所述的高空无人机包括：A控制器、第一PM10灰尘颗粒传感器(如PM10灰尘颗粒传感器M‑DUST)和A无线收发模块；所述的低空无人机包括：B控制器、第二PM10灰尘颗粒传感器、第一GPS模块和B无线收发模块，所述的A控制器分别与第一PM10灰尘颗粒传感器和A无线收发模块连接，B控制器分别与第二PM10灰尘颗粒传感器、第一GPS模块和B无线收发模块连接，A无线收发模块与B无线收发模块连接；所述的高空无人机和低空无人机均采用小型四旋翼无人机。本实用新型专利技术提高了整个森林火灾监控的时间宽度和准确度。

【技术实现步骤摘要】
基于群控无人机的森林火灾预警系统
本技术涉及一种基于群控无人机的森林火灾预警系统，属于中小型森林火灾预警

技术介绍
自地球出现森林以来，森林大火也就伴随发生。近年来全球各地频发大火的新闻也层出不穷，造成了严重的经济和资源损失，让我们意识到这一问题的严重性。而由于森林的特性，及时发现并实施救援成为减少森林大火损失最重要的一个环节。国内现有检测和防范森林火灾的主要方式是通过地面巡护、瞭望塔监测、航空巡护(大型人力驾驶飞机、大型无人机，比如现今利用到实践中的彩虹4号大型无人机检测)和卫星遥感等方式进行探测，国外检测的方式大体相同，但运用人力驾驶飞机(如加拿大林区采用先进的直升飞机轮流监测森林火灾)和大型无人机探测更为普遍(如美国)，也更为方便省力，现如今的主流趋势也是更多的利用无人自动技术检测。但是对于中小型森林，如果采用上述方式则耗资过多，性价比较低。另外，对于无人机监控，当前存在的一个比较大的问题就是续航问题，由于无人机的续航时间短，因而无法为整个森林提供足够的监控时长，也势必无法兼顾整个森林，导致监控精度较低。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种基于群控无人机的森林火灾预警系统，它可以有效解决现有技术中存在的问题，适用于中小型森林火灾预警，成本低廉，而且可以大大延长整个森林监控的时长。为解决上述技术问题，本技术采用如下的技术方案：一种基于群控无人机的森林火灾预警系统，包括：高空无人机和低空无人机，所述的高空无人机与低空无人机无线连接；所述的高空无人机包括：A控制器、第一PM10灰尘颗粒传感器(如PM10灰尘颗粒传感器M-DUST)和A无线收发模块；所述的低空无人机包括：B控制器、第二PM10灰尘颗粒传感器、第一GPS模块和B无线收发模块，所述的A控制器分别与第一PM10灰尘颗粒传感器和A无线收发模块连接，B控制器分别与第二PM10灰尘颗粒传感器、第一GPS模块和B无线收发模块连接，A无线收发模块与B无线收发模块连接；所述的高空无人机和低空无人机均采用小型四旋翼无人机。优选的，所述的低空无人机包括4个第二PM10灰尘颗粒传感器，所述的4个第二PM10灰尘颗粒传感器分别安装于低空无人机的前方、后侧、左侧和右侧，从而可以使得低空无人机根据第二PM10灰尘颗粒传感器采集的烟雾浓雾，往烟雾浓度高的方向飞，进而提高了火灾监控预警效率。进一步优选的，所述的4个第二PM10灰尘颗粒传感器分别通过连杆与低空无人机连接，并且使得任意两个PM10灰尘颗粒传感器之间的距离大于等于2米，从而保证各个第二PM10灰尘颗粒传感器采集的烟雾浓度数据具有浓度差，同时降低了无人机在飞行过程中由于自身机翼带来的风对PM10灰尘颗粒传感器造成的影响，进而更准确的指导低空无人机飞行。前述的基于群控无人机的森林火灾预警系统中，所述的高空无人机还包括：第二GPS模块，所述的第二GPS模块与A控制器连接，从而便于远程掌握高空无人机的方位等信息，便于根据实际需要进行调配。优选的，所述的高空无人机还包括：A广角高清摄像头，所述的A广角高清摄像头与A控制器连接，从而可以高空采集森林图像对火灾情况进行进一步判断，提高了火灾判断的准确率。前述的基于群控无人机的森林火灾预警系统中，所述的A无线收发模块或B无线收发模块包括：GPRS模块、3G无线传输模块、4G无线传输模块中的一种或几种，从而保证了火灾预警信息及时的进行发送。上述的基于群控无人机的森林火灾预警系统中，所述的低空无人机还包括：红外热感探测器、B广角高清摄像头，所述的红外热感探测器、B广角高清摄像头分别与B控制器连接，从而可以结合红外热感数据和拍摄的照片进一步判断火灾的发生情况，提高了火灾预警判断的准确率。优选的，所述的低空无人机还包括：A红外激光夜视系统，所述的A红外激光夜视系统与B控制器连接，从而保证夜间拍摄也能顺利进行。优选的，所述的高空无人机还包括：B红外激光夜视系统，所述的B红外激光夜视系统与A控制器连接，从而保证夜间拍摄也能顺利进行。优选的，所述的高空无人机上还设有A双目视觉避障模块、A超声波测距模块，所述的A双目视觉避障模块、A超声波测距模块分别与A控制器连接；低空无人机上还设有B双目视觉避障模块、B超声波测距模块，所述的B双目视觉避障模块、B超声波测距模块分别与B控制器连接；所述的双目视觉避障模块可以防止无人机与飞鸟相撞，超声波测距模块可以用于夜间测量无人机与森林的距离。有选的，所述的高空无人机和低空无人机上还设有膨胀型阻燃剂涂料层。从而可以有效保护无人机机身，防止大火毁坏无人机。优选的，所述的高空无人机还包括：窄角摄像头，所述的窄角摄像头安装于云台上并且与A控制器连接，利用云台进行360°自动旋转。当有报警信息时，控制器控制窄角摄像头360°自动旋转，从而即可锁定火灾的大致方位，发给低空无人机，便于低空无人机快速定位火灾的具体位置，从而进一步提高了火灾预警的效率和准确率。与现有技术相比，本技术通过利用高空无人机结合低空无人机来对中小型森林进行火灾预警监控，高空无人机负责在高空巡视整个森林，低空无人机负责进一步确认火灾发生情况，二者配合，不仅提高了整个森林火灾监控的时间宽度，而且可以间接提高了森林火灾监控的准确度；另外，高空低空无人机配合保证了火灾监测的可靠性和及时性，而且整个系统成本较低。此外，本技术中，所述的低空无人机包括4个第二PM10灰尘颗粒传感器，所述的4个第二PM10灰尘颗粒传感器分别安装于低空无人机的前方、后侧、左侧和右侧，从而可以使得低空无人机根据第二PM10灰尘颗粒传感器采集的烟雾浓雾，往烟雾浓度高的方向飞，进而提高了火灾监控预警效率。另外，本技术中，所述的4个第二PM10灰尘颗粒传感器分别通过连杆与低空无人机连接，并且使得任意两个PM10灰尘颗粒传感器之间的距离大于等于2米，从而保证各个第二PM10灰尘颗粒传感器采集的烟雾浓度数据具有浓度差，同时降低了无人机在飞行过程中由于自身机翼带来的风对PM10灰尘颗粒传感器造成的影响，进而更准确的指导低空无人机飞行。本技术中，所述的高空无人机还包括：窄角摄像头，所述的窄角摄像头安装于云台上并且与A控制器连接，利用云台进行360°自动旋转，当有报警信息时，控制器控制窄角摄像头360°自动旋转，从而即可锁定火灾的大致方位，发给低空无人机，便于低空无人机快速定位火灾的具体位置，从而进一步提高了火灾预警的效率和准确率。附图说明图1是本技术的一种实施例的结构连接示意图；图2是第二PM10灰尘颗粒传感器通过连杆与低空无人机连接的示意图。附图标记：1-高空无人机，2-低空无人机，3-A控制器，4-第一PM10灰尘颗粒传感器，5-A无线收发模块，6-B控制器，7-第二PM10灰尘颗粒传感器，8-第一GPS模块，9-B无线收发模块，10-连杆，11-第二GPS模块，12-A广角高清摄像头，13-红外热感探测器，14-B广角高清摄像头，15-A红外激光夜视系统，16-B红外激光夜视系统，17-A双目视觉避障模块，18-A超声波测距模块，19-B双目视觉避障模块，20-B超声波测距模块，21-窄角摄像头。下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的说明。具体实施方式本技术的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于群控无人机的森林火灾预警系统，其特征在于，包括：高空无人机(1)和低空无人机(2)，所述的高空无人机(1)与低空无人机(2)无线连接；所述的高空无人机(1)包括：A控制器(3)、第一PM10灰尘颗粒传感器(4)和A无线收发模块(5)；所述的低空无人机(2)包括：B控制器(6)、第二PM10灰尘颗粒传感器(7)、第一GPS模块(8)和B无线收发模块(9)，所述的A控制器(3)分别与第一PM10灰尘颗粒传感器(4)和A无线收发模块(5)连接，B控制器(6)分别与第二PM10灰尘颗粒传感器(7)、第一GPS模块(8)和B无线收发模块(9)连接，A无线收发模块(5)与B无线收发模块(9)连接；所述的高空无人机(1)和低空无人机(2)均采用小型四旋翼无人机。

【技术特征摘要】
1.一种基于群控无人机的森林火灾预警系统，其特征在于，包括：高空无人机(1)和低空无人机(2)，所述的高空无人机(1)与低空无人机(2)无线连接；所述的高空无人机(1)包括：A控制器(3)、第一PM10灰尘颗粒传感器(4)和A无线收发模块(5)；所述的低空无人机(2)包括：B控制器(6)、第二PM10灰尘颗粒传感器(7)、第一GPS模块(8)和B无线收发模块(9)，所述的A控制器(3)分别与第一PM10灰尘颗粒传感器(4)和A无线收发模块(5)连接，B控制器(6)分别与第二PM10灰尘颗粒传感器(7)、第一GPS模块(8)和B无线收发模块(9)连接，A无线收发模块(5)与B无线收发模块(9)连接；所述的高空无人机(1)和低空无人机(2)均采用小型四旋翼无人机。2.根据权利要求1所述的基于群控无人机的森林火灾预警系统，其特征在于，所述的低空无人机(2)包括4个第二PM10灰尘颗粒传感器(7)，所述的4个第二PM10灰尘颗粒传感器(7)分别安装于低空无人机(2)的前方、后侧、左侧和右侧。3.根据权利要求2所述的基于群控无人机的森林火灾预警系统，其特征在于，所述的4个第二PM10灰尘颗粒传感器(7)分别通过连杆(10)与低空无人机(2)连接，并且使得任意两个第二PM10灰尘颗粒传感器(7)之间的距离大于等于2米。4.根据权利要求1所述的基于群控无人机的森林火灾预警系统，其特征在于，所述的高空无人机(1)还包括：第二GPS模块(11)，所述的第二GPS模块(11)与A控制器(3)连接；所述的高空无人机(1)还包括：A广角高清摄像头(12)，所述的A广角高清摄像头(12)与A控制器(3)连接。5.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉恒，高军，于欣琪，李君，周雪，吴承峰，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：新型
国别省市：河北,13