基于無人機的監(jiān)測山區(qū)山體滑坡、泥石流的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于無人機的監(jiān)測山區(qū)山體滑坡、泥石流的方法，通過無人機的定向巡航和無人機攜帶的成像設備和定位設備進行拍攝，通過計算機軟件將收集到的數(shù)據(jù)進行分析、制定出針對山區(qū)滑坡、泥石流準確的救援方式和路線方法；本發(fā)明通過將無人機遙感技術(shù)應用到山區(qū)突發(fā)事故救援領(lǐng)域，能準確判斷出發(fā)生山體滑坡或泥石流區(qū)域內(nèi)的受災面積，通過計算機建模和規(guī)劃，通過無人機進行無縫搜尋，快速、全面的對受災區(qū)域的內(nèi)的具有內(nèi)的受災情況進行監(jiān)測，及時將信息送達救援指揮處，方便救援人員及時規(guī)劃準確的救援路線，大大提高了救援效率；適用于各種復雜情況下的受災山區(qū)的檢測工作。
【專利說明】基于無人機的監(jiān)測山區(qū)山體滑坡、泥石流的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及山區(qū)突發(fā)事故救援領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無人機的監(jiān)測山區(qū)山體滑 坡、泥石流的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 山體滑坡和泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑，地形險峻的地區(qū)，因為暴雨、暴 雪或其他自然災害引發(fā)的山體坍塌并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊的自然災害。山體滑 坡和泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物質(zhì)容量大和破壞力強等特點。常常會沖毀公 路鐵路等交通設施甚至村鎮(zhèn)等，造成巨大損失。
[0003] 無人機遙感系統(tǒng)多使用小型數(shù)字相機(或掃描儀）作為機載遙感設備，與傳統(tǒng)的航 片相比，存在像幅較小、影像數(shù)量多等問題，針對其遙感影像的特點以及相機定標參數(shù)、拍 攝(或掃描）時的姿態(tài)數(shù)據(jù)和有關(guān)幾何模型對圖像進行幾何和輻射校正，同時還有影像自動 識別和快速拼接軟件，實現(xiàn)影像質(zhì)量、飛行質(zhì)量的快速檢查和數(shù)據(jù)的快速處理，以滿足整套 系統(tǒng)實時、快速的技術(shù)要求。
[0004] 由于山區(qū)的路面情況復雜，在山區(qū)發(fā)生山體滑坡和泥石流的自然災害事故時，救 援人員無法及時趕往事故現(xiàn)場是造成事發(fā)區(qū)域人員傷亡的主要原因之一；因為本身發(fā)生自 然災害是山體的結(jié)構(gòu)和路面情況復雜，無法通過人工確定和判斷事發(fā)現(xiàn)場求救人員的具體 位置；救援人員需要耗費大量時間進行搜救才能確定求救人員的位置，浪費了大量的救援 時間和精力，事倍功半；同時，由于山區(qū)內(nèi)部交通不便，救援人員無法確定山體滑坡和泥石 流區(qū)域的具體受災面積，無法根據(jù)受災面積規(guī)劃出合理的搜救路線和救援方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種能快速確定受災面積，方便合理規(guī)劃救援 路線，提高救援效率的基于無人機的監(jiān)測山區(qū)山體滑坡、泥石流的方法。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種基于無人機的監(jiān)測山區(qū)山 體滑坡、泥石流的方法，通過無人機的定向巡航和無人機攜帶的成像設備和定位設備進行 拍攝，通過計算機軟件將收集到的數(shù)據(jù)進行分析，制定出針對山區(qū)滑坡、泥石流準確的救援 方式和路線方法，包括以下幾個步驟： a) 當山區(qū)山體發(fā)生滑坡、泥石流的事故，通過已知的信息配合計算機技術(shù)，繪制無人機 初次飛行的事故區(qū)域和飛行路線； b) 根據(jù)計算機制定的初次飛行路線，無人機進行初次飛行，飛行過程中，無人機搭載成 像設備，當進入到預估事故區(qū)域時，打開成像設備，配合定位設備全程拍攝無人機的飛行區(qū) 域內(nèi)現(xiàn)場山體情況； c) 根據(jù)初次飛行過程中攝制的錄像和定位設備記錄的坐標，將無人機航拍獲取的影像 和數(shù)據(jù)導入三維仿真計算機中，進行人工比對和軟件篩選，得出實際事故區(qū)域的面積； d) 根據(jù)實際事故區(qū)域的面積和坐標，通過計算機規(guī)劃和制定無人機的實際飛行路線； e) 無人機沿實際飛行路線飛行，實際飛行過程中，通過機載的成像設備配合定位設備 全程排出無人機機在實際事故區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)場山體情況； f) 將步驟e)獲得的圖像數(shù)據(jù)錄入信息處理計算機，通過人工觀察和對比，配合定位設 備得到的數(shù)據(jù)，獲得山區(qū)發(fā)生山體滑坡和泥石流后的受災情況。
[0007] 本發(fā)明所述的步驟b)中無人機初次飛行過程中，無人機沿著規(guī)劃的事故區(qū)域的邊 線進行飛行，確認事故區(qū)域的具體范圍；如果再步驟c)中發(fā)現(xiàn)實際的事故區(qū)域的面積大于 規(guī)劃的事故區(qū)域，需要重新執(zhí)行步驟a)。
[0008] 本發(fā)明所述的無人機的飛行過程中，需要攜帶距離測量儀，飛行過程時需要測量 無人機的飛行高度，需要保持固定的飛行高度，同時根據(jù)攝像機拍攝范圍，確定多段S型單 向無人機飛行路線；保持固定的飛行高度時為了方便無人機成像設備拍攝焦距的穩(wěn)定，因 為無人機在飛行過程中同時進行拍攝，如有因為拍攝距離的不同導致攝像機進行自動調(diào) 焦，調(diào)焦時設置畫面會發(fā)生模糊，進而影響救援人員對該地段現(xiàn)場情況的判斷。
[0009] 本發(fā)明所述的多段S型單向無人機飛行路線上，其中無人機機載成像設備的拍攝 寬度和無人機單向飛行路線的寬度相同，為50-80米；需要根據(jù)受災區(qū)域的面積將受災區(qū) 域劃分為多個S型無人機巡航飛行路線，為了配合無人機機載成像設備的拍攝寬度，做到 無死角的搜尋，確定了 S型無人機巡航飛行路線的準確的飛行路線和飛行寬度。
[0010] 本發(fā)明所述的定位設備選用GPS定位系統(tǒng)。
[0011] 本發(fā)明所述的f)步驟過程中，人工進行觀察和對比時，發(fā)現(xiàn)求救人員或受災人員 時，配合無人機攜帶的定位設備確定人員的位置信息，在重新執(zhí)行d)-f)步驟，在重復飛行 的過程中，需要派遣救援到指定地點進行救援。
[0012] 本發(fā)明所述的無人機機載成像設備設置在機身外部，同時配備有夜間探照燈，照 相設備的像素> 1800萬，且其具有光學防抖裝置。
[0013] 本發(fā)明所述的無人機機載成像設備固定安裝在無人機底部，所述無人機機載成像 設備的垂直安裝角度為-90°，通過距離測量儀在垂直方向上的安裝角度固定，方便測量無 人機準確的飛行高度，方便規(guī)劃正確的飛行路線。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明通過將無人機遙感技術(shù)應用到山區(qū)突發(fā)事故救援領(lǐng) 域，能準確判斷出發(fā)生山體滑坡或泥石流區(qū)域內(nèi)的受災面積，通過計算機建模和規(guī)劃，通過 無人機進行無縫搜尋，快速、全面的對受災區(qū)域的內(nèi)的具有內(nèi)的受災情況進行監(jiān)測，及時將 信息送達救援指揮處，方便救援人員及時規(guī)劃準確的救援路線，大大提高了救援效率；同時 裝置本身的使用成本較低，操作安全，適用于各種復雜情況下的受災山區(qū)的檢測工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明無人機飛行預設圖。
[0016] 其中，-為S型單向無人機飛行路線拍攝區(qū)域劃分線，

【權(quán)利要求】
1. 一種基于無人機的監(jiān)測山區(qū)山體滑坡、泥石流的方法，其特征在于，通過無人機的定 向巡航和無人機攜帶的成像設備和定位設備進行拍攝，通過計算機軟件將收集到的數(shù)據(jù)進 行分析、制定出針對山區(qū)滑坡、泥石流準確的救援方式和路線方法，包括以下幾個步驟： 當山區(qū)山體發(fā)生滑坡、泥石流的事故，通過已知的信息配合計算機技術(shù)，繪制無人機初 次飛行的事故區(qū)域和飛行路線； 根據(jù)計算機制定的初次飛行路線，無人機進行初次飛行，飛行過程中，無人機搭載成像 設備，當進入到預估事故區(qū)域時，打開成像設備，配合定位設備全程拍攝無人機的飛行區(qū)域 內(nèi)現(xiàn)場山體情況； 根據(jù)初次飛行過程中攝制的錄像和定位設備記錄的坐標，將無人機航拍獲取的影像和 數(shù)據(jù)導入三維仿真計算機中，進行人工比對和軟件篩選，得出實際事故區(qū)域的面積； 根據(jù)實際事故區(qū)域的面積和坐標，通過計算機規(guī)劃和制定無人機的實際飛行路線； 無人機沿實際飛行路線飛行，實際飛行過程中，通過機載的成像設備配合定位設備全 程排出無人機機在實際事故區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)場山體情況； 將步驟e)獲得的圖像數(shù)據(jù)錄入信息處理計算機，通過人工觀察和對比，配合定位設備 得到的數(shù)據(jù)，獲得山區(qū)發(fā)生山體滑坡和泥石流后的受災情況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機的監(jiān)測山區(qū)山體滑坡、泥石流的方法，其特征在 于，所述的步驟b)中無人機初次飛行過程中，無人機沿著規(guī)劃的事故區(qū)域的邊線進行飛行， 確認事故區(qū)域的具體范圍；如果再步驟c)中發(fā)現(xiàn)實際的事故區(qū)域的面積大于規(guī)劃的事故 區(qū)域，需要重新執(zhí)行步驟a)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機的監(jiān)測山區(qū)山體滑坡、泥石流的方法，其特征在 于，所述的無人機的飛行過程中，需要攜帶距離測量儀，飛行過程時需要測量無人機的飛行 高度，需要保持固定的飛行高度，同時根據(jù)攝像機拍攝范圍，確定多段S型單向無人機飛行 路線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無人機的檢測山區(qū)山體滑坡、泥石流的方法，其特征在 于，所述的多段S型單向無人機飛行路線上，其中無人機機載成像設備的拍攝寬度和無人 機單向飛行路線的寬度相同，為50-80米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機的監(jiān)測山區(qū)山體滑坡、泥石流的方法，其特征在 于，所述的定位設備選用GPS定位系統(tǒng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機的監(jiān)測山區(qū)山體滑坡、泥石流的方法，其特征在 于，所述的f)步驟過程中，人工進行觀察和對比時，發(fā)現(xiàn)求救人員或受災人員時，配合無人 機攜帶的定位設備確定人員的位置信息，在重新執(zhí)行d)-f)步驟，在重復飛行的過程中，需 要派遣救援到指定地點進行救援。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機的監(jiān)控農(nóng)田作物生長的方法，其特征在于，所述 的無人機機載成像設備設置在機身外部，同時配備有夜間探照燈，照相設備的像素> 1800 萬，且其具有光學防抖裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于無人機的監(jiān)控農(nóng)田作物生長的方法，其特征在于，所述 的無人機機載成像設備固定安裝在無人機底部，所述無人機機載成像設備的垂直安裝角度 為-90。。
【文檔編號】G08B21/10GK104299365SQ201410383266
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】湯潔泉, 王蘇寧, 沙敏, 趙雪鳳, 李亮 申請人:江蘇恒創(chuàng)軟件有限公司