[发明专利]一种基于三维模型的应急管理监测方法

说明书

本发明公开了一种基于三维模型的应急管理监测方法，属于无人机监测技术领域。其通过探测无人机快速定位危险源并分析出危险区域、救援区域和安全区域，并设置建图避障模块和引入辅助势场后的人工势场算法，生成最佳三维应急救援路径，降低了无人机的不必要的折损，同时有助于提高救援人员的搜救效率，从而可防止救援人员清除危险源时造成人员无意义伤亡。

技术领域

本发明涉及一种基于三维模型的应急管理监测方法，属于无人机监测技术领域。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。

化工厂堆放有各种危险源，化工厂爆炸的案例时有发生，因不了解化工厂内部情况，往往造成救援人员清除危险源时人员无意义伤亡和被困人员、财产的重大损失。无人机安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备，代替了人员进入灾难现场，了解内部的情况，为求援提供了重要的信息支撑。但现有的无人机的定位存在不及时，精确度低，往往在灾难现场的应急救援中折损，无法在应急救援中无法发挥重要作用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于三维模型的应急管理监测方法，以快速定位危险源和生成救援路线，同时降低无人机的不必要的折损。

本发明的技术方案：

本发明提供了一种基于三维模型的应急管理监测方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：准备应急管理监测系统，所述应急管理监测系统包括控制台和探测无人机，所述探测无人机上搭载中控模块、充电模块和导航建图避障模块、无线传输模块、气体传感器、红外相机，所述红外相机、气体传感器、导航建图避障模块、无线传输模块、充电模块分别与中控模块电性连接；

所述导航建图避障模块对灾难现场出现的障碍物进行探测，当红外相机扫描到阻碍巡航路线上的物体时，将其标记为障碍物，第一时间作出避障处理；

所述中控模块包括分析单元、存储单元和传输单元，所述分析单元将红外相机测得的温度T1、气体传感器测得浓度w1和存储单元存储的温度阈值T0、气体浓度阈值w0，作为控制台的输入信息，判断现场属于危险区域、救援区域还是轻度危险区域，并将判断结果传递给传输单元，所述传输单元与无线传输模块有线连接，输入红外相机的视频信息、中控模块输出的判断结果，将其传递给无线传输模块；

所述探测无人机通过所述无线传输模块与控制台进行信息通讯；

步骤S2：所述控制台包括三维实景建模软件管理层和三维实景建模软件引擎层，进行模型的搭建任务，所述搭建任务包括空中三角测量和模型三维重建，所述空中三角测量是立体摄影测量中，在所述三维实景建模软件管理层输入一组对目标化工工厂从不同角度拍摄的数码照片作为输入数据源，同时输入辅助数据，所述辅助数据包括摄像头的属性、照片的位置、旋转照片的角度、控制点、危险温度阈值、气体浓度阈值，将所述数码照片中少量的野外控制点，在室内通过控制台进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法，所述控制点23为遍历任务所需到达的位置；

步骤S3：所述三维实景建模软件管理层将搭建任务分解为基础作业并提交给三维实景建模软件引擎层，所述三维实景建模软件引擎层进行基础作业的处理进行模型搭建，所述三维实景建模软件引擎层生成的应急管理监测模型反馈回所述三维实景建模软件管理层，再由所述三维实景建模软件管理层导出高分辨率的带有真实纹理的应急监测管理模型，完成可视化的应急管理监测模型；

步骤S4：所述探测无人机采用避障建图算法进行自主导航和避障；所述红外相机、气体传感器采集信息，将采集到的信息同步传输到分析单元；

步骤S5：对所述应急管理监测模型进行评估，划分为危险区域、救援区域、轻度危险区域三种，并标注救援区域和生成救援路线；

步骤S6：通过引入危险区域辅助势场的人工势场算法，获得最佳三维应急救援路径；