安徽電氣工程職業技術學院;國網安徽省電力有限公司培訓中心孫雪清獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉安徽電氣工程職業技術學院;國網安徽省電力有限公司培訓中心申請的專利一種基于激光雷達與熱紅外的山火監測方法和系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120335052B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510816938.9,技術領域涉及:G01V11/00;該發明授權一種基于激光雷達與熱紅外的山火監測方法和系統是由孫雪清;唐毅;李才芳;彭慧;李芳;蔡濤;汪邦銀;郭榮榮;呂钘;井佳慧;張曉宇;王歆冉;程文文;梁宇軒;徐啟曦;儲蓄設計研發完成,并于2025-06-18向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于激光雷達與熱紅外的山火監測方法和系統在說明書摘要公布了:本申請提供一種基于激光雷達與熱紅外的山火監測方法和系統。其中,該方法包括:將三維點云數據與熱輻射分布數據相結合,生成目標火勢擴散路徑;利用探測無人機中部署的嵌入式實時處理芯片,對熱輻射分布數據進行實時處理,識別溫度異常區域并去除干擾區域,生成火點位置與分類結果;基于目標火勢擴散路徑、火點位置及分類結果,通過低延遲通信鏈路向滅火無人機集群發送動態調度指令,以調整滅火無人機集群中各滅火無人機投放滅火劑的位置、滅火劑量與覆蓋范圍。本申請通過實時采集山火區域的三維點云與熱輻射數據,結合智能算法預測火勢擴散路徑,并動態調度滅火無人機集群,能夠實現精準定位、干擾過濾與滅火資源的最優空間分配。
本發明授權一種基于激光雷達與熱紅外的山火監測方法和系統在權利要求書中公布了:1.一種基于激光雷達與熱紅外的山火監測方法,其特征在于,包括: 通過控制探測無人機的飛行高度與航向角,使部署在探測無人機上的激光雷達與熱紅外傳感器分別以多角度采集山火區域的垂直剖面的三維點云數據及山火區域的熱輻射分布數據; 將所述三維點云數據與所述熱輻射分布數據相結合,生成目標火勢擴散路徑; 利用探測無人機中部署的嵌入式實時處理芯片,對所述熱輻射分布數據進行實時處理,識別溫度異常區域并去除干擾區域,生成火點位置與分類結果; 基于所述目標火勢擴散路徑、所述火點位置及所述分類結果,通過低延遲通信鏈路向滅火無人機集群發送動態調度指令,以調整滅火無人機集群中各滅火無人機投放滅火劑的位置、滅火劑量與覆蓋范圍; 所述將所述三維點云數據與所述熱輻射分布數據相結合,生成目標火勢擴散路徑,包括: 從所述三維點云數據中提取山火地形高程特征; 從所述熱輻射分布數據中提取溫度場梯度變化特征; 基于所述山火地形高程特征和所述溫度場梯度變化特征,結合山火區域的歷史氣象數據,生成目標火勢擴散路徑; 所述山火地形高程特征包括:高程值序列、坡度變化率集合和坡向角度集合,所述溫度場梯度變化特征包括:溫度極值區域邊界、溫度梯度方向矢量和溫度梯度強度分布,歷史氣象數據包括風速矢量、濕度和植被類型; 所述基于所述山火地形高程特征和所述溫度場梯度變化特征,結合山火區域的歷史氣象數據,生成目標火勢擴散路徑,包括: 對所述高程值序列進行差分計算,得到地形高程變化率分布; 對所述坡度變化率集合中坡度變化率與溫度梯度方向矢量進行非線性映射,以生成表征地形對溫度場梯度變化特征的動態影響強度參數; 從所述溫度極值區域邊界中提取拓撲結構特征,所述拓撲結構特征包括連通域數量和邊界曲率半徑; 對所述坡向角度集合進行方位角分區,計算各分區內坡向角度與溫度梯度強度分布的協變系數,將所述協變系數大于預設系數閾值的分區作為火勢擴散敏感區域; 根據所述地形高程變化率分布,計算火線前沿在不同地形條件下的熱對流強度,根據所述植被類型、濕度和風速矢量計算火線前沿的擴散速率,并基于所述動態影響強度參數對火線前沿的方向進行修正,以生成多條候選火勢擴散路徑; 根據所述火勢擴散敏感區域的分布范圍與所述拓撲結構特征的空間耦合關系,對每條候選火勢擴散路徑進行概率模擬,以篩選出滿足預設擴散條件的目標火勢擴散路徑。
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