一種森林防護用無人機協(xié)作系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種森林防護用無人機協(xié)作系統(tǒng)，包括無人主機、無人輔機及固定基站；無人主機包括中央處理器及與中央處理器相互連接的航拍系統(tǒng)、主飛控系統(tǒng)、主火焰?zhèn)鞲衅?、主煙霧傳感器、主定位導(dǎo)航系統(tǒng)、主無線通訊模塊；無人輔機包括微處理器及與微處理器相互連接的副飛控系統(tǒng)、副火焰?zhèn)鞲衅?、副煙霧傳感器、副定位導(dǎo)航系統(tǒng)、副無線通訊模塊；固定基站包括數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、遠程控制模塊。本發(fā)明通過無人主機與無人輔機的協(xié)作配合運用，由無人輔機進行高空快速巡檢，發(fā)現(xiàn)可能的火情后由無人主機進行低空確認(rèn)并進行航拍，及時同時消防中心并發(fā)送實時火情狀況，極大的提高了滅火效率，減少森林資源的燒毀。
【專利說明】
一種森林防護用無人機協(xié)作系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于無人機領(lǐng)域，尤其涉及一種森林防護用無人機協(xié)作系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]森林無疑是非常寶貴的自然資源，特別是隨著人類對自然界的不斷侵蝕，導(dǎo)致森林面積急劇降低，因此保護森林已經(jīng)成為了環(huán)境保護非常重要的一個環(huán)節(jié)。當(dāng)前保護森林除了要防止濫砍濫伐之外，森林防火也非常重要。當(dāng)前森林防火主要是靠人工巡查、監(jiān)視的方式，不僅效率非常低，且監(jiān)控效果并不好，只有在發(fā)生較大火情后才能發(fā)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種森林防護用無人機協(xié)作系統(tǒng)，能夠及時發(fā)現(xiàn)森林火情并進行遏制。
[0004]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]—種森林防護用無人機協(xié)作系統(tǒng)，包括無人主機、無人輔機及固定基站；
[0006]所述無人主機包括中央處理器及與中央處理器相互連接的航拍系統(tǒng)、主飛控系統(tǒng)、主火焰?zhèn)鞲衅鳌⒅鳠熿F傳感器、主定位導(dǎo)航系統(tǒng)、主無線通訊模塊；
[0007]其中，所述航拍系統(tǒng)包括與中央處理器相互連接的攝像控制系統(tǒng)及攝像機，所述攝像控制系統(tǒng)用于接收來自中央處理器的航拍控制信號，并控制所述攝像機進行高空拍攝;
[0008]所述主飛控系統(tǒng)用于接收來自中央處理器的飛行控制信號，并將無人主機的實時飛行信息反饋至中央處理器；
[0009]所述主火焰?zhèn)鞲衅饔糜跈z測森林樹木燃燒產(chǎn)生的紅外線并形成火焰?zhèn)鞲行盘?，然后將火焰?zhèn)鞲行盘柊l(fā)送至中央處理器；
[0010]所述主煙霧傳感器用于檢測森林樹木燃燒產(chǎn)生的煙霧并形成煙霧傳感信號，然后將煙霧傳感信號發(fā)送至中央處理器；
[0011]所述主定位導(dǎo)航系統(tǒng)用于收集無人主機的位置信息并設(shè)定預(yù)定軌跡進行定位導(dǎo)航，然后將實時位置信息及預(yù)定軌跡信息發(fā)送至中央處理器；
[0012]所述主無線通訊模塊用于接收來自中央處理器的通訊信號，并分別與中央處理器、無人輔機、固定基站進行雙向通信連接；
[0013]所述無人輔機包括微處理器及與微處理器相互連接的副飛控系統(tǒng)、副火焰?zhèn)鞲衅?、副煙霧傳感器、副定位導(dǎo)航系統(tǒng)、副無線通訊模塊；
[0014]其中，所述副飛控系統(tǒng)用于接收來自微處理器的第一飛行控制信號，并將無人副機的第一飛行信息反饋至微處理器；
[0015]所述副火焰?zhèn)鞲衅饔糜跈z測森林樹木燃燒產(chǎn)生的紅外線并形成第一火焰?zhèn)鞲行盘?，然后將第一火焰?zhèn)鞲行盘柊l(fā)送至微處理器；
[0016]所述副煙霧傳感器用于檢測森林樹木燃燒產(chǎn)生的煙霧并形成第一煙霧傳感信號，然后將第一煙霧傳感信號發(fā)送至微處理器；
[0017]所述副定位導(dǎo)航系統(tǒng)用于收集無人副機的位置信息并設(shè)定預(yù)定軌跡進行定位導(dǎo)航，然后形成第一位置信息及第一預(yù)定軌跡信息發(fā)送至微處理器；
[0018]所述副無線通訊模塊用于接收來自微處理器的第一通訊信號，并分別與微處理器、主無線通訊模塊、固定基站進行雙向通信連接；
[0019]所述固定基站包括數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、遠程控制模塊；
[0020]其中，所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊用于接收主無線通訊模塊的通訊信號和副無線通訊模塊的第一通訊信號并形成終端數(shù)據(jù)信息，然后將終端數(shù)據(jù)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊；
[0021 ]所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對接收到的終端數(shù)據(jù)信息進行處理并形成終端處理信息，然后寄存至數(shù)據(jù)存儲模塊；
[0022]所述遠程控制模塊用于對數(shù)據(jù)處理模塊進行遠程控制并實時調(diào)取數(shù)據(jù)存儲模塊中的終端處理信息；
[0023]所述無人輔機按照螺旋線軌跡由內(nèi)之外進行高空飛行，所述無人主機按照螺旋線軌跡由外至內(nèi)進行低空飛行；
[0024]當(dāng)微處理器接收副火焰?zhèn)鞲衅鞯牡谝换鹧鎮(zhèn)鞲行盘柤案睙熿F傳感器的第一煙霧傳感信號后，所述微處理器根據(jù)來自副定位導(dǎo)航系統(tǒng)的第一位置信息及第一預(yù)定軌跡信息，形成第一通訊信號并發(fā)送至副無線通訊模塊；
[0025]所述副無線通訊模塊接收到第一通訊信號后將第一通訊信號同時發(fā)送至主無線通訊模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，所述主無線通訊模塊接收到第一通訊信號后將第一通訊信號反饋至中央處理器，所述中央處理器對第一通訊信號進行處理后確定無人輔機所在位置，并發(fā)送飛行控制信號至主飛控系統(tǒng)，通過主定位導(dǎo)航系統(tǒng)反饋的實時位置信息及預(yù)定軌跡信息控制無人主機至無人輔機所在位置；
[0026]當(dāng)無人主機到達所在位置后，所述中央處理器根據(jù)來自主定位導(dǎo)航系統(tǒng)實時位置信息及預(yù)定軌跡信息發(fā)送航拍控制信號至航拍系統(tǒng)，并控制所述攝像機進行高空拍攝，然后通過主無線通訊模塊將拍攝信息發(fā)送至數(shù)據(jù)收發(fā)模塊；
[0027]所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊接收到來自主無線通訊模塊的拍攝信息后傳送至數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊將拍攝信息發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲模塊進行臨時存儲，所述遠程控制模塊發(fā)送遠程控制信號至數(shù)據(jù)處理模塊，并通過數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與消防中心進行通訊連接，并從數(shù)據(jù)存儲模塊中調(diào)取拍攝信息打包發(fā)送至消防中心。
[0028]進一步地，所述無人輔機飛行高度控制在200?300m，飛行速度控制在50?10m/s，所述無人主機飛行高度控制在100?200m，飛行速度控制在30?50m/s。
[0029]進一步地，所述副火焰?zhèn)鞲衅黛`敏度高于主火焰?zhèn)鞲衅黛`敏度，所述副煙霧傳感器靈敏度高于主煙霧傳感器。
[0030]本發(fā)明的有益效果是:
[0031]本發(fā)明通過無人主機與無人輔機的協(xié)作配合運用，由無人輔機進行高空快速巡檢，發(fā)現(xiàn)可能的火情后由無人主機進行低空確認(rèn)并進行航拍，及時同時消防中心并發(fā)送實時火情狀況，極大的提高了滅火效率，進行更好的火災(zāi)救援，減少森林資源的燒毀。
【附圖說明】
[0032]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0033]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0035]實施例1:
[0036]如圖1所示的一種森林防護用無人機協(xié)作系統(tǒng)，包括無人主機、無人輔機及固定基站；
[0037]無人主機包括中央處理器及與中央處理器相互連接的航拍系統(tǒng)、主飛控系統(tǒng)、主火焰?zhèn)鞲衅鳌⒅鳠熿F傳感器、主定位導(dǎo)航系統(tǒng)、主無線通訊模塊；
[0038]其中，航拍系統(tǒng)包括與中央處理器相互連接的攝像控制系統(tǒng)及攝像機，攝像控制系統(tǒng)用于接收來自中央處理器的航拍控制信號，并控制攝像機進行高空拍攝；
[0039]主飛控系統(tǒng)用于接收來自中央處理器的飛行控制信號，并將無人主機的實時飛行信息反饋至中央處理器；
[0040]主火焰?zhèn)鞲衅饔糜跈z測森林樹木燃燒產(chǎn)生的紅外線并形成火焰?zhèn)鞲行盘?，然后將火焰?zhèn)鞲行盘柊l(fā)送至中央處理器；
[0041 ]主煙霧傳感器用于檢測森林樹木燃燒產(chǎn)生的煙霧并形成煙霧傳感信號，然后將煙霧傳感信號發(fā)送至中央處理器；
[0042]主定位導(dǎo)航系統(tǒng)用于收集無人主機的位置信息并設(shè)定預(yù)定軌跡進行定位導(dǎo)航，然后將實時位置信息及預(yù)定軌跡信息發(fā)送至中央處理器；
[0043]主無線通訊模塊用于接收來自中央處理器的通訊信號，并分別與中央處理器、無人輔機、固定基站進行雙向通信連接；
[0044]無人輔機包括微處理器及與微處理器相互連接的副飛控系統(tǒng)、副火焰?zhèn)鞲衅鳌⒏睙熿F傳感器、副定位導(dǎo)航系統(tǒng)、副無線通訊模塊；
[0045]其中，副飛控系統(tǒng)用于接收來自微處理器的第一飛行控制信號，并將無人副機的第一飛行信息反饋至微處理器；
[0046]副火焰?zhèn)鞲衅饔糜跈z測森林樹木燃燒產(chǎn)生的紅外線并形成第一火焰?zhèn)鞲行盘?，然后將第一火焰?zhèn)鞲行盘柊l(fā)送至微處理器；
[0047]副煙霧傳感器用于檢測森林樹木燃燒產(chǎn)生的煙霧并形成第一煙霧傳感信號，然后將第一煙霧傳感信號發(fā)送至微處理器；
[0048]副定位導(dǎo)航系統(tǒng)用于收集無人副機的位置信息并設(shè)定預(yù)定軌跡進行定位導(dǎo)航，然后形成第一位置信息及第一預(yù)定軌跡信息發(fā)送至微處理器；
[0049]副無線通訊模塊用于接收來自微處理器的第一通訊信號，并分別與微處理器、主無線通訊模塊、固定基站進行雙向通信連接；
[0050]固定基站包括數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、遠程控制模塊；
[0051]其中，數(shù)據(jù)收發(fā)模塊用于接收主無線通訊模塊的通訊信號和副無線通訊模塊的第一通訊信號并形成終端數(shù)據(jù)信息，然后將終端數(shù)據(jù)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊；
[0052]數(shù)據(jù)處理模塊用于對接收到的終端數(shù)據(jù)信息進行處理并形成終端處理信息，然后寄存至數(shù)據(jù)存儲模塊；
[0053]遠程控制模塊用于對數(shù)據(jù)處理模塊進行遠程控制并實時調(diào)取數(shù)據(jù)存儲模塊中的終端處理信息；
[0054]無人輔機按照螺旋線軌跡由內(nèi)之外進行高空飛行，無人主機按照螺旋線軌跡由外至內(nèi)進行低空飛行；
[0055]當(dāng)微處理器接收副火焰?zhèn)鞲衅鞯牡谝换鹧鎮(zhèn)鞲行盘柤案睙熿F傳感器的第一煙霧傳感信號后，微處理器根據(jù)來自副定位導(dǎo)航系統(tǒng)的第一位置信息及第一預(yù)定軌跡信息，形成第一通訊信號并發(fā)送至副無線通訊模塊；
[0056]副無線通訊模塊接收到第一通訊信號后將第一通訊信號同時發(fā)送至主無線通訊模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，主無線通訊模塊接收到第一通訊信號后將第一通訊信號反饋至中央處理器，中央處理器對第一通訊信號進行處理后確定無人輔機所在位置，并發(fā)送飛行控制信號至主飛控系統(tǒng)，通過主定位導(dǎo)航系統(tǒng)反饋的實時位置信息及預(yù)定軌跡信息控制無人主機至無人輔機所在位置；
[0057]當(dāng)無人主機到達所在位置后，中央處理器根據(jù)來自主定位導(dǎo)航系統(tǒng)實時位置信息及預(yù)定軌跡信息發(fā)送航拍控制信號至航拍系統(tǒng)，并控制攝像機進行高空拍攝，然后通過主無線通訊模塊將拍攝信息發(fā)送至數(shù)據(jù)收發(fā)模塊；
[0058]數(shù)據(jù)收發(fā)模塊接收到來自主無線通訊模塊的拍攝信息后傳送至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊將拍攝信息發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲模塊進行臨時存儲，遠程控制模塊發(fā)送遠程控制信號至數(shù)據(jù)處理模塊，并通過數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與消防中心進行通訊連接，并從數(shù)據(jù)存儲模塊中調(diào)取拍攝信息打包發(fā)送至消防中心。
[0059]其中，無人輔機飛行高度控制在250m，飛行速度控制在80m/s，無人主機飛行高度控制在15 Om，飛行速度控制在40m/ s。
[0060]其中，副火焰?zhèn)鞲衅黛`敏度高于主火焰?zhèn)鞲衅黛`敏度，副煙霧傳感器靈敏度高于主煙霧傳感器。
[0061 ] 實施例2:
[0062]與實施例1不同的是:無人輔機飛行高度控制在200m，飛行速度控制在50m/s，無人主機飛行高度控制在100m，飛行速度控制在30m/s。
[0063]實施例3:
[0064]與實施例1不同的是:無人輔機飛行高度控制在300m，飛行速度控制在100m/s，無人主機飛行高度控制在200m，飛行速度控制在50m/s。
[0065]本發(fā)明通過無人主機與無人輔機的協(xié)作配合運用，由無人輔機進行高空快速巡檢，發(fā)現(xiàn)可能的火情后由無人主機進行低空確認(rèn)并進行航拍，及時同時消防中心并發(fā)送實時火情狀況，極大的提高了滅火效率，進行更好的火災(zāi)救援，減少森林資源的燒毀。
[0066]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種森林防護用無人機協(xié)作系統(tǒng)，其特征在于:包括無人主機、無人輔機及固定基站； 所述無人主機包括中央處理器及與中央處理器相互連接的航拍系統(tǒng)、主飛控系統(tǒng)、主火焰?zhèn)鞲衅?、主煙霧傳感器、主定位導(dǎo)航系統(tǒng)、主無線通訊模塊； 其中，所述航拍系統(tǒng)包括與中央處理器相互連接的攝像控制系統(tǒng)及攝像機，所述攝像控制系統(tǒng)用于接收來自中央處理器的航拍控制信號，并控制所述攝像機進行高空拍攝； 所述主飛控系統(tǒng)用于接收來自中央處理器的飛行控制信號，并將無人主機的實時飛行信息反饋至中央處理器； 所述主火焰?zhèn)鞲衅饔糜跈z測森林樹木燃燒產(chǎn)生的紅外線并形成火焰?zhèn)鞲行盘?，然后將火焰?zhèn)鞲行盘柊l(fā)送至中央處理器； 所述主煙霧傳感器用于檢測森林樹木燃燒產(chǎn)生的煙霧并形成煙霧傳感信號，然后將煙霧傳感信號發(fā)送至中央處理器； 所述主定位導(dǎo)航系統(tǒng)用于收集無人主機的位置信息并設(shè)定預(yù)定軌跡進行定位導(dǎo)航，然后將實時位置信息及預(yù)定軌跡信息發(fā)送至中央處理器； 所述主無線通訊模塊用于接收來自中央處理器的通訊信號，并分別與中央處理器、無人輔機、固定基站進行雙向通信連接； 所述無人輔機包括微處理器及與微處理器相互連接的副飛控系統(tǒng)、副火焰?zhèn)鞲衅鳌⒏睙熿F傳感器、副定位導(dǎo)航系統(tǒng)、副無線通訊模塊； 其中，所述副飛控系統(tǒng)用于接收來自微處理器的第一飛行控制信號，并將無人副機的第一飛行信息反饋至微處理器； 所述副火焰?zhèn)鞲衅饔糜跈z測森林樹木燃燒產(chǎn)生的紅外線并形成第一火焰?zhèn)鞲行盘?，然后將第一火焰?zhèn)鞲行盘柊l(fā)送至微處理器； 所述副煙霧傳感器用于檢測森林樹木燃燒產(chǎn)生的煙霧并形成第一煙霧傳感信號，然后將第一煙霧傳感信號發(fā)送至微處理器； 所述副定位導(dǎo)航系統(tǒng)用于收集無人副機的位置信息并設(shè)定預(yù)定軌跡進行定位導(dǎo)航，然后形成第一位置信息及第一預(yù)定軌跡信息發(fā)送至微處理器； 所述副無線通訊模塊用于接收來自微處理器的第一通訊信號，并分別與微處理器、主無線通訊模塊、固定基站進行雙向通信連接； 所述固定基站包括數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、遠程控制模塊； 其中，所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊用于接收主無線通訊模塊的通訊信號和副無線通訊模塊的第一通訊信號并形成終端數(shù)據(jù)信息，然后將終端數(shù)據(jù)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊； 所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對接收到的終端數(shù)據(jù)信息進行處理并形成終端處理信息，然后寄存至數(shù)據(jù)存儲模塊； 所述遠程控制模塊用于對數(shù)據(jù)處理模塊進行遠程控制并實時調(diào)取數(shù)據(jù)存儲模塊中的終端處理信息； 所述無人輔機按照螺旋線軌跡由內(nèi)之外進行高空飛行，所述無人主機按照螺旋線軌跡由外至內(nèi)進行低空飛行；當(dāng)微處理器接收副火焰?zhèn)鞲衅鞯牡谝换鹧鎮(zhèn)鞲行盘柤案睙熿F傳感器的第一煙霧傳感信號后，所述微處理器根據(jù)來自副定位導(dǎo)航系統(tǒng)的第一位置信息及第一預(yù)定軌跡信息，形成第一通訊信號并發(fā)送至副無線通訊模塊； 所述副無線通訊模塊接收到第一通訊信號后將第一通訊信號同時發(fā)送至主無線通訊模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，所述主無線通訊模塊接收到第一通訊信號后將第一通訊信號反饋至中央處理器，所述中央處理器對第一通訊信號進行處理后確定無人輔機所在位置，并發(fā)送飛行控制信號至主飛控系統(tǒng)，通過主定位導(dǎo)航系統(tǒng)反饋的實時位置信息及預(yù)定軌跡信息控制無人主機至無人輔機所在位置； 當(dāng)無人主機到達所在位置后，所述中央處理器根據(jù)來自主定位導(dǎo)航系統(tǒng)實時位置信息及預(yù)定軌跡信息發(fā)送航拍控制信號至航拍系統(tǒng)，并控制所述攝像機進行高空拍攝，然后通過主無線通訊模塊將拍攝信息發(fā)送至數(shù)據(jù)收發(fā)模塊； 所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊接收到來自主無線通訊模塊的拍攝信息后傳送至數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊將拍攝信息發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲模塊進行臨時存儲，所述遠程控制模塊發(fā)送遠程控制信號至數(shù)據(jù)處理模塊，并通過數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與消防中心進行通訊連接，并從數(shù)據(jù)存儲模塊中調(diào)取拍攝信息打包發(fā)送至消防中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種森林防護用無人機協(xié)作系統(tǒng)，其特征在于:所述無人輔機飛行高度控制在200?300m，飛行速度控制在50?lOOm/s，所述無人主機飛行高度控制在100?200m，飛行速度控制在30?50m/s。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種森林防護用無人機協(xié)作系統(tǒng)，其特征在于:所述副火焰?zhèn)鞲衅黛`敏度高于主火焰?zhèn)鞲衅黛`敏度，所述副煙霧傳感器靈敏度高于主煙霧傳感器。
【文檔編號】A62C3/02GK106020235SQ201610625673
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月2日
【發(fā)明人】張朋
【申請人】安徽朗巴智能科技有限公司