基于LoRa的无人机集群森林火灾防控系统设计与实现

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:MUNICH2009
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本系统针对森林火灾防控困难问题,提供一种基于无人机集群技术的森林火灾防控解决方案。在没有火情的情况下,无人机编队在无人机地面站软件控制下完成森林检测,采集图像、温度、可燃气体等数据,实时回传到无人机地面站软件;如果发现火灾,巡检无人机通过火灾识别算法获取火点GPS位置回传到无人机地面站,火灾地点确认后,出动灭火无人机编队,飞向火灾区域附近。灭火无人机编队通过火灾检测算法自主寻找火灾后抛投灭火弹进行灭火。配合消防人员,减少灭火风险。无人机系统采用PixHawk飞控作为飞行控制平台,针对集群场景对飞控应用层做定制开发;导航方面,使用RTK技术完成无人机高精度位置控制;数据链路方面,使用基于以太网和私有LoRa网络进行组网,通信链路经过加密,保证数据链的安全性;通信协议方面,地面站与无人机通信采用轻型无人机通信协议MAVLink,并在MAVLink协议基础上做二次开发,扩展协议内容,新增传感器数据传输,灭火弹抛投控制等内容。无人机组网使用私有LoRa协议栈进行星型组网,完成无人机集群网络搭建;无人机平台搭载任务计算机,用于运行火灾检测算法,同时完成摄像头、温度、可燃气体检测等传感器数据采集与回传。在算法方面,提出一种基于图像、GPS、电子罗盘的多传感器融合的火灾定位算法,用于确定火点GPS坐标,辅助灭火。
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