基于无人机的三维消防辅助救援系统构建
发布时间：2022-02-15 23:31
为实现高效、科学、精准的灭火救援,提出利用无人机快速构建受灾体周边地理信息和受灾体三维模型的精准建模,并对火灾灾变因子进行实时监控,侦测火灾发展过程中气流、温度场、有毒有害气体等灾害因子的时空分布。利用低延时的5G网络和火灾灾变理论建立云端消防智慧大脑,对无人机采集的实时数据进行云端数学建模和计算处理,预测火灾可能的演变路径和灾变过程,形成根据实时灾害信息动态调整的消防救援决策方案。利用5G通信网络将无人机感知的灾变数据及动态救援决策方案实时传输给消防救援人员,提高灭火救援效率,避免灾害转戾所造成的消防人员伤亡。
【文章来源】：消防科学与技术. 2020,39(05)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
基于5G与无人机技术的三维消防辅助救援系统总体思路
消防救援队接警后首先考虑受灾体的位置和周边环境的地理信息。受灾场景地理信息和三维模型的快速获取有利于救援指挥的初期部署和灾害蔓延外界环境信息的获取。随着航空摄影测量技术的不断推进，利用无人机摄影测量、获取数据成图是现阶段摄影测量的发展趋势之一。通过无人机生成的数字正射影像是具有地图几何精度的图像，正射影像同地图一样只有一种比例尺，能直接量测距离、角度和面积，判读时无须考虑地形起伏和相片倾斜造成的影像位移，具有高精度、直观易读、信息量丰富、方便缩放等优点，在地图信息处理、防治灾害、应急救援等领域发挥了不可替代的作用，正射影像图如图2所示。鉴于无人机航摄的精准性、高机动性和灵活性，无人机获取受灾体周边地理信息较为高效，地理信息数据获取后，通过简单处理就可以形成正射影像图等直观的数字产品，恰能满足消防救援对于信息获取高效、及时的要求，且无人机在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势，是辅助救援系统获取地理信息的重要装备。此外，随着无人机倾斜摄影测量技术的发展成熟，通过无人机倾斜摄影测量能快速生成高精度、高分辨率的三维模型，充分表达地形地物的起伏特征，可直接进行点坐标、高度、距离、面积、角度、坡度等参数的量测，广泛应用于应急救援领域，如测量出由地震、泥石流、山体滑坡等自然灾害对地形造成的破坏面积、体积等信息，便于救灾人员准确掌握受灾区域地理环境，有针对性开展灾害救援，辅助进行灾害预防工作。无人机构建的三维模型图，如图3所示。无人机倾斜摄影测量技术是指利用无人机搭载多角度的倾斜相机和定位定向系统（POS），获取地面影像信息，进行三维建模的技术手段。倾斜相机在指定点拍摄，可以一次性获取1个正射影像和4个倾斜影像。定位定向系统（POS）则记录5个相机快门触发时无人机的位置和高度信息，并与影像进行自动匹配。由于倾斜摄影能从多个角度对地面物体进行信息采集，因而，无人机倾斜摄影测量技术可以更便捷地一次性获取更多信息，极大地降低了信息采集的工作量。
此外，随着无人机倾斜摄影测量技术的发展成熟，通过无人机倾斜摄影测量能快速生成高精度、高分辨率的三维模型，充分表达地形地物的起伏特征，可直接进行点坐标、高度、距离、面积、角度、坡度等参数的量测，广泛应用于应急救援领域，如测量出由地震、泥石流、山体滑坡等自然灾害对地形造成的破坏面积、体积等信息，便于救灾人员准确掌握受灾区域地理环境，有针对性开展灾害救援，辅助进行灾害预防工作。无人机构建的三维模型图，如图3所示。无人机倾斜摄影测量技术是指利用无人机搭载多角度的倾斜相机和定位定向系统（POS），获取地面影像信息，进行三维建模的技术手段。倾斜相机在指定点拍摄，可以一次性获取1个正射影像和4个倾斜影像。定位定向系统（POS）则记录5个相机快门触发时无人机的位置和高度信息，并与影像进行自动匹配。由于倾斜摄影能从多个角度对地面物体进行信息采集，因而，无人机倾斜摄影测量技术可以更便捷地一次性获取更多信息，极大地降低了信息采集的工作量。1.2 火场信息获取和灾变因子的实时监测
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G网络对云计算发展的影响[J]. 冒星星. 通讯世界. 2020(01)
[2]5G网络下的云计算运用分析[J]. 杨威. 通信电源技术. 2019(12)
[3]无人机在消防通信中的应用研究[J]. 崔彦琛,吴立志,朱红伟,崔俊广. 消防科学与技术. 2019(04)
[4]浅析5G移动通信技术下的物联网时代[J]. 李婷,黄飞. 信息通信. 2018(10)
[5]三维GIS智慧消防可视化平台设计与实现[J]. 赫永恒,朱国庆,张国维. 消防科学与技术. 2018(10)
[6]面向通信与计算融合的5G移动增强/虚拟现实[J]. 周一青,孙布勒,齐彦丽,彭燕,刘玲,张志龙,刘奕彤,刘丹谱,李兆歆,田霖. 电信科学. 2018(08)
[7]多旋翼无人机技术在防汛抢险中的应用探讨[J]. 陈百国. 中国防汛抗旱. 2018(02)
[8]无人机倾斜摄影测量技术在应急测绘保障中的应用[J]. 顾广杰,姜坚,陶占杰. 测绘通报. 2017(S1)
[9]大跨度预应力混凝土桥梁监测监控技术研究[J]. 向木生,刘志雄,张开银,沈成武. 公路交通科技. 2002(04)
硕士论文
[1]无人机倾斜摄影在城市雨洪风险评估中的应用研究[D]. 唐雅玲.武汉大学 2018
[2]无人机影像正射纠正与拼接技术的研究与应用[D]. 李彦妮.吉林大学 2017
本文编号：3627473
【文章来源】：消防科学与技术. 2020,39(05)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
基于5G与无人机技术的三维消防辅助救援系统总体思路
消防救援队接警后首先考虑受灾体的位置和周边环境的地理信息。受灾场景地理信息和三维模型的快速获取有利于救援指挥的初期部署和灾害蔓延外界环境信息的获取。随着航空摄影测量技术的不断推进，利用无人机摄影测量、获取数据成图是现阶段摄影测量的发展趋势之一。通过无人机生成的数字正射影像是具有地图几何精度的图像，正射影像同地图一样只有一种比例尺，能直接量测距离、角度和面积，判读时无须考虑地形起伏和相片倾斜造成的影像位移，具有高精度、直观易读、信息量丰富、方便缩放等优点，在地图信息处理、防治灾害、应急救援等领域发挥了不可替代的作用，正射影像图如图2所示。鉴于无人机航摄的精准性、高机动性和灵活性，无人机获取受灾体周边地理信息较为高效，地理信息数据获取后，通过简单处理就可以形成正射影像图等直观的数字产品，恰能满足消防救援对于信息获取高效、及时的要求，且无人机在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势，是辅助救援系统获取地理信息的重要装备。此外，随着无人机倾斜摄影测量技术的发展成熟，通过无人机倾斜摄影测量能快速生成高精度、高分辨率的三维模型，充分表达地形地物的起伏特征，可直接进行点坐标、高度、距离、面积、角度、坡度等参数的量测，广泛应用于应急救援领域，如测量出由地震、泥石流、山体滑坡等自然灾害对地形造成的破坏面积、体积等信息，便于救灾人员准确掌握受灾区域地理环境，有针对性开展灾害救援，辅助进行灾害预防工作。无人机构建的三维模型图，如图3所示。无人机倾斜摄影测量技术是指利用无人机搭载多角度的倾斜相机和定位定向系统（POS），获取地面影像信息，进行三维建模的技术手段。倾斜相机在指定点拍摄，可以一次性获取1个正射影像和4个倾斜影像。定位定向系统（POS）则记录5个相机快门触发时无人机的位置和高度信息，并与影像进行自动匹配。由于倾斜摄影能从多个角度对地面物体进行信息采集，因而，无人机倾斜摄影测量技术可以更便捷地一次性获取更多信息，极大地降低了信息采集的工作量。
此外，随着无人机倾斜摄影测量技术的发展成熟，通过无人机倾斜摄影测量能快速生成高精度、高分辨率的三维模型，充分表达地形地物的起伏特征，可直接进行点坐标、高度、距离、面积、角度、坡度等参数的量测，广泛应用于应急救援领域，如测量出由地震、泥石流、山体滑坡等自然灾害对地形造成的破坏面积、体积等信息，便于救灾人员准确掌握受灾区域地理环境，有针对性开展灾害救援，辅助进行灾害预防工作。无人机构建的三维模型图，如图3所示。无人机倾斜摄影测量技术是指利用无人机搭载多角度的倾斜相机和定位定向系统（POS），获取地面影像信息，进行三维建模的技术手段。倾斜相机在指定点拍摄，可以一次性获取1个正射影像和4个倾斜影像。定位定向系统（POS）则记录5个相机快门触发时无人机的位置和高度信息，并与影像进行自动匹配。由于倾斜摄影能从多个角度对地面物体进行信息采集，因而，无人机倾斜摄影测量技术可以更便捷地一次性获取更多信息，极大地降低了信息采集的工作量。1.2 火场信息获取和灾变因子的实时监测
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G网络对云计算发展的影响[J]. 冒星星. 通讯世界. 2020(01)
[2]5G网络下的云计算运用分析[J]. 杨威. 通信电源技术. 2019(12)
[3]无人机在消防通信中的应用研究[J]. 崔彦琛,吴立志,朱红伟,崔俊广. 消防科学与技术. 2019(04)
[4]浅析5G移动通信技术下的物联网时代[J]. 李婷,黄飞. 信息通信. 2018(10)
[5]三维GIS智慧消防可视化平台设计与实现[J]. 赫永恒,朱国庆,张国维. 消防科学与技术. 2018(10)
[6]面向通信与计算融合的5G移动增强/虚拟现实[J]. 周一青,孙布勒,齐彦丽,彭燕,刘玲,张志龙,刘奕彤,刘丹谱,李兆歆,田霖. 电信科学. 2018(08)
[7]多旋翼无人机技术在防汛抢险中的应用探讨[J]. 陈百国. 中国防汛抗旱. 2018(02)
[8]无人机倾斜摄影测量技术在应急测绘保障中的应用[J]. 顾广杰,姜坚,陶占杰. 测绘通报. 2017(S1)
[9]大跨度预应力混凝土桥梁监测监控技术研究[J]. 向木生,刘志雄,张开银,沈成武. 公路交通科技. 2002(04)
硕士论文
[1]无人机倾斜摄影在城市雨洪风险评估中的应用研究[D]. 唐雅玲.武汉大学 2018
[2]无人机影像正射纠正与拼接技术的研究与应用[D]. 李彦妮.吉林大学 2017
本文编号：3627473
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