[发明专利]一种多传感器融合森林火灾实时监测与预警装置及其方法

说明书

本发明公开了一种多传感器融合森林火灾实时监测与预警装置及其方法，装置包括：部署在待监测森林区域的热成像组件、图像采集组件和空气检测组件；部署在监测站的处理模块；方法包括：S1、通过热成像组件和图像采集组件判断森林区域是否存在异常；S2、通过空气检测组件判定森林区域是否存在异常；S3、若S1存在异常或S2存在异常，则输出低风险警报；若S1存在异常且S2存在异常，则输出高风险警报；本发明采用了热成像组件、图像采集组件和空气检测组件三种不同的传感器进行监测，并进行了多传感器融合，可以互相验证、相互协作，提高检测的准确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及物联网监测领域，具体涉及一种多传感器融合森林火灾实时监测与预警装置及其方法。

背景技术

森林火灾是一种常见的自然灾害，容易给人类社会造成巨大的财产损失和人员伤亡，因此必须及时扑灭，而扑灭火灾最好的时间便是在火灾初期，因此针对森林进行火灾监控便非常重要。

现有的森林火灾检测一般采用人工巡检或者无人机巡检，存在效率低、范围有限、无法覆盖全面等问题，不能满足大规模的监测需求，特别是在夜间和复杂环境下的监测效果较差。

现有的采用较多的还有热成像技术：热成像技术是一种通过红外线成像仪对物体表面的温度分布进行检测和成像的技术，可以用于森林火灾的实时监测和预警。但是热成像技术在复杂的背景下（如有树枝、叶子等遮挡）可能存在缺陷，难以准确判断目标是否为火灾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是对森林火灾的检测不及时或不准确，目的在于提供一种多传感器融合森林火灾实时监测与预警装置及其方法，能够及时发现森林火灾，并在火灾初期发出预警。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，一种多传感器融合森林火灾实时监测与预警装置，包括：部署在待监测森林区域的热成像组件、图像采集组件和空气检测组件；部署在监测站的处理模块；

所述热成像组件、所述图像采集组件和所述空气检测组件通过无线通信技术与所述处理模块通信连接；

所述热成像组件、所述图像采集组件和所述空气检测组件均连接有供电组件，所述供电组件包括：蓄电池、太阳能组件和/或风能组件，所述太阳能组件与所述蓄电池电连接，所述风能组件与所述蓄电池电连接，所述蓄电池与所述热成像组件、所述图像采集组件和所述空气检测组件电连接，且所述蓄电池为所述热成像组件、所述图像采集组件和所述空气检测组件供电。

具体地，所述热成像组件和所述图像采集组件均设置在摄像机内，所述摄像机部署在森林区域内，所述摄像机配置有可见光通道和红外通道；

所述空气检测组件包括氧气检测组件、一氧化碳检测组件、二氧化碳检测组件，其部署在森林区域内。

第二方面，一种多传感器融合森林火灾实时监测与预警方法，基于如上所述的一种多传感器融合森林火灾实时监测与预警装置，所述方法包括：

S1、通过热成像组件和图像采集组件判断森林区域是否存在异常；

S2、通过空气检测组件判定森林区域是否存在异常；

S3、若S1存在异常或S2存在异常，则输出低风险警报；若S1存在异常且S2存在异常，则输出高风险警报。

具体地，步骤S1具体包括：

S11、通过热成像组件对森林区域进行实时监控，并获取目标区域；

S12、计算目标区域的热辐射通量，同时设定第一阈值和第二阈值，所述第一阈值为正常热辐射通量阈值，所述第二阈值为火灾热辐射通量阈值；