无人机系统在森林防火中的应用方案

森林防火无人机系统解决方案

概要

一、设计说明

1．1系统概况

我国是森林资源大国，拥有森林面积 1.95亿公顷，森林蓄积量为124.56亿立方米，森林覆盖率约为20.36%。1950年-2011年，我国平均每年发生森林火灾13067次，年均受害森林面积近653019公顷，对森林资源和生态环境的破坏所造成的损失非常大。森林火灾是世界性林业重要灾害之一，每年都有一定数量的发生，造成林业资源的重大损失和全球性环境污染。森林火灾具有突发性，灾害的发生的随机性，在较短的时间内能造成较大的损失的特点。因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时，分析是否准确合理，决策措施是否得当。如何实现森林防火工作的规范化，科学化，信息化，真正做到早发现，早解决火灾隐情。无人机森林防火系统已成为及早发觉，排除、消灭森林火灾隐情的必要手段。

1．2系统组成

华测无人机森林防火系统由以下几个子系统组成。

1.无人载机系统

2.飞行控制地面站系统

3.图像影像采集系统

4.图像识别跟踪处理系统

5.数据链路传输系统

6.运载车和地面支持系统

7.自动驾驶仪

1．3系统功能

上海华测森林消防无人机系统，以国内价格提供优质、稳定的国际品质的森林防火系统。该系统是以森林火情巡查监测为主，将GPS技术、热成像技术、高清数字图像传输技术等高新技术综合应用于森林资源管理中的高科技产品。

消防无人机系统日常存放于运载车或固定地面基地中待命。随时准备执行例行巡逻报警或者火灾现场监控任务。无人机由地面弹射起飞，自主完成起飞过程并飞向预先划定的巡逻区域。图像采集系统开始工作，向地面站实时传回巡逻画面并可由通讯中继系统将画面传回指挥中心。当发现巡逻区域出现温度异常系统将自动发出警告。并将异常区温度、位置、面积等重要数据传回地面站和指挥中心。并根据需要自动或手动切换入监测模式围绕异常区域飞行，持续传回该区域监控信息。或跳过该区域继续执行巡逻任务。当巡逻任务结束无人机按规定航线飞回起降点下降高度完成自主开伞着陆。如果执行现场监控任务，无人机则直接飞抵灾害现场按规定半径盘旋或根据图像跟踪系统自动对准温度异常区域盘旋，或者P500旋翼无人机直接悬停火灾现场上方，持续传回现场图像、温度、面积等数据让地面指挥人员实时了解火情发展。

1.4性能特点

国外的先进技术有的虽然可靠，但需要借助高分卫星，且施工太复杂；有的技术方案基础实施投资太大，多达几十万美元，投入成本过高，这些难以满足我国森林资源监测的实际需要。

上海华测公司的森林消防无人机系统具有以下特点：

1.快速部署、快速反应、全天候执勤、可执行夜航任务。

2.全飞行航线自主飞行无需人工干预。

3.航时／航程长（根据不同载机配置航时可达2小时，）有足够时间进行巡逻

和现场监控。单架次作业面积可达50平方公里以上，更换电池方便可多次飞行。

4.自动报警，自动跟踪实时回传异常地区数据。

5.空中巡逻无障碍物阻隔，弥补传统地面监控系统可能出现的盲点。

6.购置成本低廉，同等面积装备无人机系统仅相当于装备传统地面监控系统成本的40%或更低。更可作为地面系统的补充。

7.维护方便，使用成本低廉。

8.更高的安全性，不携带油料不会造成二次事故。

1.5机型和技术参数

1.5.1 P700

高稳定性

华测P700无人机的构型能

让它在整个任务的执行过

程中更平稳，亦可抵抗更复

杂的气候。此外，华测P700

的巡航速度较低，更有利于

空中摄影。

高安全性

华测P700无人机在2008年面市后，已安全飞行超过数千架次，更多次在艰难的环境下执行任务，能力已受验证，并深受许多用户的肯定。

高耐久性

华测P700无人机使用高强度的碳纤维蜂巢结构材料和降落伞回收的设计，可让华测P700无人机降落在较坚硬的地面，减少华测P700无人机的起降场地限制。同时，作业时长可达90-120分钟。

多样化搭载

华测P700无人机可搭载高分辨率数码相机A7r，航拍影像可达到5cm的地面分辨率。同时，华测P700无人机可选择搭载摄像机、红外等多种设备。

电池锂聚合物电池11.1V，

20000mAh

操控操控方式全自主起飞降落

1.5.2 P600

高集成性

华测P600无人机一体化高度集

成设计，操作简单，无需拆装，

可直接架设弹射起飞。操作人员

不需要专业的飞行知识，仅需详

细阅读我们完整的操作手册，便

能轻松上手。

全自动化

华测P600弹射起飞后，能沿着预先规划的飞行路径执行航拍任务，拍摄完毕飞机自动返航，并在预先规划的降落点开启降落伞，全程无需人工干预，并具有自动预警返航功能。

高耐久性

华测P600无人飞机使用高强度的碳纤维蜂巢结构和降落伞回收的设计，可让华测P600无人飞机降落在较坚硬的地面，减少华测P600无人飞机的场地限制。高精确度

搭载高分辨率数码相机，设定飞行高度150米、照片重迭度70%,可获取最高地面分辨率(GSD)可达5厘米的精度。

重量 2.00kg 搭搭载

SamsungNX210数字相机

载相

机

（可选）

尺寸100x65x10cm

空中拍

摄面积4km2(GSD8cm)，6km2(GSD12cm)，9km2(GSD18cm)

翼展 1.00m

75%前后重迭率，50%左右重迭率，60

分钟飞行时间，快门3秒

机翼面积20dm2

地面站传输距

离

全向型天线：5km

指向型天线：10km

飞行速度

巡航速度：81km/h

最大速度：92km/h

飞行高度

离地高度：100-500m

海拔高度：3000m 传输频

率

434/868/912MHz(选项)，19200bps，半

双工，8频道

滞空时间40-50分钟其他地面控制站软件（不包含笔记本电脑）材质发泡聚丙烯及碳纤维增强结构

适应环境风力

风：风級4(20-28km/h)

起飞弹力绳或弹射架温度：-20°C～60°C 回收降落伞

抗雨能

力

5mm/12h小雨

动力300W无刷电动馬达，后推式

飞

机

操

控架设时

间

10分钟

电池锂聚合物电池11.1V，8000mAh

操控方

式全自动起飞和回收、自动导航、自动快门、自动启动安全措施

1.5.3 P500

华测P500为四旋翼电动无人机，其机身设计新颖、轻巧，对称