[发明专利]一种基于视频图像的森林火灾预警系统

说明书

一种基于视频图像的森林火灾预警系统，包括视频采集模块、边缘计算模块、云端服务器、预警模块和通信模块；视频采集模块与边缘计算模块直接相连，边缘计算模块的分析结果发送至预警模块和云端服务器。视频采集模块用于采集森林区域的监控视频图像；边缘计算模块用于视频图像的存储和分析，由森林监测站的边缘计算机执行火灾检测算法；云端服务器用于查询监控视频、存储火情视频图像、向森林监测站的边缘计算机配置火灾检测算法、提供火灾检测算法开发平台以及火情地图可视化；预警模块用于对火情进行实时预警，包括林区预警、森林监测站预警和云端服务器预警三个层次。本发明提高了算法检测的实时性,并利用了森林监测站闲置计算机资源。

技术领域

本发明涉及一种基于视频图像的森林火灾预警系统，属于森林防火领域。

背景技术

森林火灾每年会破坏大量森林资源，不仅会造成巨大的经济损失，还会严重威胁周边居民的生命安全。森林火灾的检测和预警有利于减少火灾造成的森林资源、人员和财产的损失。基于视频图像的火灾检测技术，具有监测范围大、易于部署、实时性高和误报率低的特点，在森林火灾预警系统中得到了广泛应用。已有的基于视频图像的森林火灾预警系统存在如下缺点：1.视频图像需要传输至云端服务器进行算法分析，实时性不足；2.森林监测站的边缘计算机的计算资源闲置，过度使用云端服务器的计算资源；3.系统使用的森林火灾检测算法难以优化或更新。这些缺点使得基于视频图像的森林火灾预警系统在实用性方面有所不足。

发明内容

本发明要克服已有系统的上述缺点，提出一种基于视频图像的森林火灾预警系统，可以提高算法检测的实时性、利用森林监测站闲置计算机资源、节省云端服务器计算资源以及方便森林火灾检测算法的优化和更新。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

本发明的基于视频图像的森林火灾预警系统，包括视频采集模块、边缘计算模块、云端服务器、预警模块和通信模块；其中视频采集模块与边缘计算模块直接相连，边缘计算模块的分析结果发送给预警模块和云端服务器；

所述视频采集模块用于采集森林区域的监控视频图像，并将采集到的视频图像通过通信模块发送到边缘计算模块存储与分析；

所述边缘计算模块用于视频图像的存储和分析；其中，森林监测站的边缘计算机使用云端服务器提供的火灾检测算法，及时分析采集的监控视频图像，通过预警模块进行实时预警，并将火灾检测结果和火情视频图像通过通信模块发送至云端服务器存储和处理；

所述云端服务器用于查询监控视频、存储火情视频图像、向森林监测站的边缘计算机配置火灾检测算法、提供火灾检测算法开发平台以及火情地图可视化。

所述预警模块用于对火情进行实时预警，包括林区预警、森林监测站预警和云端服务器预警三个层次。

进一步地，所述视频采集模块，是由一定数量的网络摄像机构成的监控网。网络摄像机用于采集部署点附近的RGB监控视频图像，并发送至森林监测站的边缘计算机。网络摄像机可以设置周期性自动镜头转动和手动镜头调焦，能对较大面积的森林区域进行监控。

进一步地，所述边缘计算模块，包括森林监测站的边缘计算机、网关设备和本地视频存储硬盘。森林监测站的边缘计算机具有显示监控视频图像、设置网络摄像机镜头转动周期和镜头焦距以及视频图像分析的功能。视频图像分析功能使用云端服务器提供的火灾检测算法，对网络摄像机采集的视频图像进行分析；若检测出火情，则及时触发预警，通知监测站工作人员核实、上报和采取应急措施。网关设备用于接收连接的网络摄像机的视频图像，以及将火情检测结果、火情视频图像和网络摄像机地理坐标等数据发送至云端服务器。本地视频存储硬盘用于存储网络摄像机采集的监控视频图像。