1.一种无人机智能消防灭火方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤一、远程控制无人机携带光电吊舱飞往火场上方,拍摄火场图片或者视频,并将采集到的视频和图片信息反馈至远程终端;
步骤二、远程终端基于步骤一中拍摄的火场图片和视频获得火场截图,根据火场截图建立坐标系,得到火场坐标点,通过远程终端的静态误差补偿模块和动态误差补偿模块基于图像识别算法对所述火场截图进行分析和补偿,得到精确的火场坐标点;
步骤三、远程终端的射流落点追踪定位模块通过预先训练的神经网络模型完成射流灭火剂的射流落点在所述坐标系中的初定位,远程终端基于目标点追踪算法和滤波算法补偿射流灭火剂的射流落点的初定位的误差,得到射流灭火剂的射流落点的坐标点;
步骤四、远程终端获取各个地面消防机器人运输车的位置信息,并在坐标系中形成多个地面消防机器人运输车坐标点;
步骤五、基于步骤二中得到的火场坐标点和步骤四中得到的地面消防机器人运输车坐标点,选择距离火场坐标点较近的地面消防机器人运输车的识别码,匹配无人机与地面消防机器人运输车;
步骤六、远程终端基于神经网络算法调整射流灭火剂的射流落点的坐标点与火场坐标点之间的误差,并根据误差得出消防炮的偏航角和俯仰角的调整角度,将消防炮的偏航角和俯仰角的角度调整数据以及调整角度指令发送至地面消防机器人运输车的车辆控制器;
步骤七、车辆控制器接收调整角度指令并根据角度调整数据调整消防炮的偏航角和俯仰角,控制消防炮对火场实施灭火作业,完成火场的灭火作业;
所述步骤二中的静态误差补偿模块进行如下坐标点补偿:
式中, 、 、 分别为火焰点、地面消防机器人运输
车点、射流落点在图像坐标系下横坐标像素值, 、 、 分别为火焰点、地面消防机器人运输车点、射流落点在图像坐标系下纵坐标像素值; 、 分别表示修正后的目标点像素坐标X和未修正的目标点像素坐标X; 、 分别表示修正后的目标点像素坐标Y和未修正的目标点像素坐标Y; 、 为图像像素中心位置坐标, 为选取目标点的高度, 为相机焦距, 为无人机当前飞行高度;
所述步骤二中的动态误差补偿模块对所述火场截图进行分析和补偿的具体步骤如下:
a、识别火场截图中的火场和地面消防机器人运输车的阴影处;
b、框选出火场截图中的火场和地面消防机器人运输车作为动态补偿候选特征点提取的区域;
c、基于特征点提取算法对b中框选的区域进行图像特征点提取,得到图像特征点;
d、基于亚像素处理方法对c中提取的图像特征点进行亚像素处理,得到像素坐标的精确值;
e、基于图像金字塔对获得的图像特征点进行火场截图光流场信息计算,获得火场截图图像漂移量的期望值;
f、基于e中得到的火场截图图像漂移量的期望值对获得的火场、地面消防机器人运输车坐标点进行光流补偿,得到修正后的火场坐标点、地面消防机器人运输车坐标点。
2.根据权利要求1所述的一种无人机智能消防灭火方法,其特征在于,所述步骤二中的坐标系是以火场截图左上角为原点,水平方向向右为x轴,竖直方向向下为y轴,左上角垂直方向为z轴,建立坐标系,将火场、地面消防机器人运输车和射流灭火剂的射流落点的位置反馈至坐标系中得到火场坐标点、地面消防机器人运输车坐标点、射流灭火剂的射流落点的坐标点。
3.根据权利要求1所述的一种无人机智能消防灭火方法,其特征在于,所述b中的框选的区域为图像静态局部区域,并且,图像特征点具有5‑10个特征点作为候选静态特征点。
4.根据权利要求1‑3任意一项所述的一种无人机智能消防灭火的系统,其特征在于,所述系统包括:无人机、光电吊舱、地面消防机器人运输车和远程终端,其中;
所述无人机携带所述光电吊舱飞往火场上方,所述光电吊舱安装在所述无人机下方,并以无人机俯视视角获取火场视频和图片信息,将采集到的火场视频和图片信息发送至所述远程终端;
所述远程终端基于采集到的火场图片和视频获得火场截图,针对所述火场截图建立坐标系,得到火场坐标点;基于预先训练的神经网络模型完成所述地面消防机器人运输车的射流灭火剂的射流落点的初定位,形成射流灭火剂的射流落点的坐标点;所述远程终端获取所述地面消防机器人运输车的位置,并在坐标系中形成地面消防机器人运输车坐标点;
选择距离火场坐标点较近的所述地面消防机器人运输车匹配所述无人机;所述远程终端基于火场坐标点、地面消防机器人运输车坐标点和射流灭火剂的射流落点的坐标点得到消防炮的偏航角和俯仰角的角度和方向,并将消防炮的偏航角和俯仰角的角度调整数据以及调整角度指令发送至所述地面消防机器人运输车;
所述地面消防机器人运输车接收所述远程终端发送的指令控制消防炮移动和作业灭火。
5.根据权利要求4所述的一种无人机智能消防灭火系统,其特征在于,所述光电吊舱的底部设置有摄像机,所述摄像机的摄像头垂直向下,且所述摄像机通过所述光电吊舱转动安装在所述无人机的底部,并以所述无人机俯视视角拍摄火场视频和图片。
6.根据权利要求4所述的一种无人机智能消防灭火系统,其特征在于,所述远程终端上设置有射流落点追踪定位模块,所述射流落点追踪定位模块通过预先训练的神经网络模型完成射流灭火剂的射流落点的初定位,并基于目标点追踪算法和滤波算法对射流灭火剂的射流落点进行分析,得到初始射流落点的位置信息,将实时的射流落点位置信息作为神经网络控制器的输入。
7.根据权利要求4所述的一种无人机智能消防灭火系统,其特征在于,所述地面消防机器人运输车上设置有通信模块,所述地面消防机器人运输车通过通信模块与所述无人机进行匹配通讯,并且,所述地面消防机器人运输车上设置有车辆控制器,车辆控制器接收角度调整数据和调整角度指令,并根据角度调整数据和调整角度指令调整消防炮的偏航角和俯仰角,让射流灭火剂的射流落点的坐标点和火场坐标点重合,控制消防炮对火场实施灭火作业。