CN204667578U - 一种手持式森林防火双光谱观测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型的手持式森林防火双光谱观测仪，包括红外镜头、热成像探测器、控制模块、目镜模组、按键模块以及锂电池组，特征在于：控制模块连接有北斗/GPS定位模块、电子罗盘和激光测距机，控制模块根据所采集的红外图像自动判断是否有火灾发生，并通过北斗/GPS定位模、电子罗盘、激光测距机确定出火源的位置坐标，为监控中心提供准确、可靠火源灾情。本实用新型的双光谱观测仪，在夜间及风雪雨雾等恶劣天气情况下，可实现对森林目标的清晰成像，对隐火、小火进行自动检测和预警，并可通过北斗/GPS定位模块、电子罗盘和激光测距机获取火源的位置坐标，为快速、准确的火灾扑救提供了可靠信息，有益效果显著，便于应用推广。

Description

一种手持式森林防火双光谱观测仪

技术领域

本实用新型涉及一种手持式森林防火双光谱观测仪，更具体的说，尤其涉及一种具有火源自动识别和定位功能的手持式森林防火双光谱观测仪。

背景技术

随着环境的恶化，森林在净化环境方面起到了越来越重要的作用，人们保护森林的意识也在进一步增加，然而每年仍然有大量的森林受到火灾的损坏。最初，人们采用瞭望塔，人工值守来发现林森火灾，这种方式既耗费人力又不能发现小火隐火，具有很大的局限性。目前，森林防火设备主要是手持式的可见光单一波段的或者是大中型的的搭配云台或转台等高塔使用的监控设备，存在工作波段单一，森林环境恶劣施工难度大等缺点。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种具有火源自动识别和定位功能的手持式森林防火双光谱观测仪。

本实用新型的手持式森林防火双光谱观测仪，包括红外镜头、热成像探测器、控制模块、目镜模组、按键模块以及锂电池组，热成像探测器置于红外镜头的后端，用于将透过红外镜头的红外光信号转化为电信号，并输入至控制模块中，实现红外图像的采集；目镜模组的前端设置有与控制模块相连接的OLED显示模块；其特别之处在于：所述控制模块连接有北斗/GPS定位模块、电子罗盘和激光测距机，控制模块根据所采集的红外图像自动判断是否有火灾发生，通过北斗/GPS定位模块获取观察者的地理位置信息，通过电子罗盘、激光测距机分别获取目标火源的方位、距离信息，进而确定出火源的位置坐标；控制模块将采集的红外图像叠加上字符和报警信息后，通过OLED显示模块显示出来。

本实用新型的手持式森林防火双光谱观测仪，包括由可见光镜头和可见光探测器组成的可见光成像***，可见光探测器的输出与控制模块相连接，控制模块通过对可见光探测器输出信号的采集实现可见光成像，以确认火源灾情。

本实用新型的手持式森林防火双光谱观测仪，所述目镜模组的数量为两个，每个目镜模组的前端均设置有OLED显示模块，以供使用者进行双目观察；两个目镜模组之间设置有检测使用者是否靠近目镜模组观察的距离传感器。

本实用新型的手持式森林防火双光谱观测仪，所述控制模块连接有SD存储卡和通信模块，SD存储卡用于存储所采集的图像和视频信息，控制模块通过通信模块可将采集的图像和视频信息以无线的形式发送至远端的监控中心。

本实用新型的手持式森林防火双光谱观测仪，按键模块包括7个按键，其分别为电源开关、菜单键、可见光热成像转换键、测距键、拍照/录像键、聚焦+键、聚焦-键。

本实用新型的手持式森林防火双光谱观测仪，所述控制模块连接有对外接口模块，对外接口模块包括RS232通讯接口、USB通讯接口、电源接口和视频输出接口。

本实用新型的手持式森林防火双光谱观测仪，所述控制模块由影像信号处理器和嵌入式ARM处理器组成，所述OLED显示模块为0.6英寸、800×600分辨率的硅基微型显示器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的双光谱观测仪，通过设置基于红外热成像技术的热成像探测器，在夜间及风雪雨雾等恶劣天气情况下，可实现对森林目标的清晰成像，对隐火、小火进行自动检测和预警，并可通过北斗/GPS定位模块、电子罗盘和激光测距机获取火源的位置坐标，为快速、准确的火灾扑救提供了可靠信息，有益效果显著，便于应用推广。

同时，通过设置可见光端，可以实现火情报警产生后的确认，以确保报警信息的准确无误。无线通信模块在可见光确认报警后，手动触发拍照按键，将报警画面及位置信息回传至指挥中心，以便及时进行火情控制，这在森林防火设备中是不具备的，具有较大的意义，对及时扑灭火源有极大的作用。

本实用新型的有益效果体现在：1.可形成体积小、重量轻的观测仪，便于携带，单人可操作性强；2.采用只有观察时才开启红外热成像的节能方法，使得电池续航能力强，通过对锂电池组的有效管理，可以满足常温下连续工作三小时以上；3.功能多、集成度高，同时具备电子罗盘、激光测距、卫星定位功能，可以实时回传报警图片和位置信息。

附图说明

图1为本实用新型的手持式森林防火双光谱观测仪的电路原理图；

图2为本实用新型的双光谱观测仪的菜单设置示意图；

图3为本实用新型的工作界面示意图；

图中：1红外镜头，2热成像探测器，3 SD存储卡，4对外接口模块，5 OLED显示模块，6目镜模组，7距离传感器，8锂电池组，9北斗/GPS定位模块，10电量管理模块，11控制模块，12电子罗盘，13激光测距机，14可见光镜头，15按键模块，16可见光探测器，17通信模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，给出了本实用新型的手持式森林防火双光谱观测仪的电路原理图，其包括红外镜头1、热成像探测器2、OLED显示模块 5、目镜模组 6、距离传感器7、锂电池组8、北斗 /GPS 定位模块9、电量管理模块10、控制模块11、电子罗盘12、激光测距机 13、可见光镜头14、按键模块 15 以及可见光探测器16；控制模块 11 还连接有 SD 存储卡 3 、对外接口模块 4和通信模块17。所示的控制模块 11 具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，其可通过基于片上影像信号处理器和嵌入式ARM处理器共同构成。所示的热成像探测器2和OLED显示模块5分别与控制模块11的输入端和输出端相连接。所示的红外镜头1用于透过外界物体发出的红外光线，热成像探测器 2将接收的红外光信号转化为电信号，并形成模拟视频信号输入至控制模块11 中。

控制模块11接收到热成像探测器2发送的模拟红外视频信号后，将其转化为数字红外视频信号并存储于SD存储卡3中，然后再将数字视频信号转化为模拟视频信号，并同时叠加多种字符信息和报警信息，发送至OLED显示模块5显示出来，以便通过OLED 显示模块 5 给使用者提供更多直观的数据信息。控制模块11对所采集的红外图像中温度区域进行自动识别，以判断所监测的场景中是否存在火源。所示的目镜模组6用于观测OLED显示模块5上的图像信息。OLED 显示模块5可采用低功耗、0.6 英寸、SVGA(800×600) 分辨率，硅基 AMOLED微型显示器，显示效果细腻。

所示的可见光镜头14与红外镜头1设置于同一侧，所示的可见光镜头14 用于透过外界物体发出的可见光，可见光探测器16 将接收的可见光信号转化为电信号并形成模拟视频信号输入至控制模块11中，控制模组将模拟视频信号转换成数字信号并储存在SD存储卡3中，然后再将数字信号转换成模拟信号，发送至OLED显示模块5显示出来。可见光端用于白天光照条件较好时的侦测观察，具有成像效果好、不易被觉察的特点。在夜间或光照条件不好的情况下，则通过热成像探测器2进行红外成像，使得本实用新型的观测仪具有双光谱成像的特点，在昼夜均可对目标森林区域进行防火观测，并且实现红外热成像发现火源，可见光确认火源的目的。

所示的按键模块15，按键模块15包括7个按键，其分别为电源开关、菜单键、可见光热成像转换键、测距键、拍照/录像键、聚焦 + 键、聚焦 - 键。打开电源开关键，默认进入热成像画面。可见光热成像转换键可以一键切换至可见光。可以循环在可见光和热成像之间切换。其实现的原理是，控制OLED显示模组5在可见光视频和热成像视频之间切换。

所示的北斗/GPS定位模块9、电子罗盘12和激光测距机13均与控制模块11相连接。控制模块11通过北斗/GPS定位模块9可获取观测点的地理位置坐标，通过激光测距机 12可测得目标与观测点之间的距离信息，通过电子罗盘 12 可获取目标相对于观测点的方位信息。控制模块11根据获取的观测点坐标、目标相对于观测点的方位和目标与观测点之间的距离信息，可计算出目标的地理位置坐标。将目标的距离、位置坐标叠加至视频信号中，可通过OLED显示模块实时地显示出来，有利于使用者快速获取目标信息。

其中，北斗/GPS定位模块9是一款同时具备GPS和北斗定位功能的模块，内置了北斗有源天线，可以实现北斗***和GPS双模切换，适用于各种环境，定位精度极高。激光测距机13测距能力强，可以获得2.5公里之内的2米x2米大小目标的距离信息。所示的控制模块 11连接有距离传感器7，距离传感器7设置于两个目镜模组6之间，用于检测使用者的双目是否靠近了目镜模组6。在机器开启的情况下，如果控制模块11通过距离传感器7检测到使用者的双目靠近了目镜模组，则通过OLED显示模块5将采集的图像信息显示出来。如果检测到使用者的双目离开了目镜模组，则自动关闭OLED显示模组，以减少电能的消耗， 延长观测仪的使用时间。所示的锂电池组8在电量管理模块10的作用下给整个观测仪提供电能。

所示的控制模块11还对外接口模块4和按键模块15，对外接口模块4包括 RS232通讯接口、USB 通讯接口、电源接口和视频输出接口，通过 RS232 通讯接口可从外部对本实用新型的观测仪进行操作，通过 USB 通讯接口可拷贝 SD 存储卡3中的数据，通过视频输出接口可输出模拟视频信号。按键模块15包括7个按键，其分别为电源开关、菜单键、可见光热成像转换键、测距键、拍照/录像键、聚焦+键、聚焦-键。如图2、图3 所示，分别给出了本实用新型的手持式森林防火双光谱观测仪的菜单设置、正常工作界面的示意图，其为 OLED 显示模块5所显示的工作界面图。通过菜单键即可进入如图 2 中所述的各菜单。如3中，左上角是叠加的观测点所在地的地理位置信息，由上至下其依次为观测点的经度（东经 114° 19′51.70″）、纬度（北纬030° 30′ 28.30″）和海拔（37m）；左下角是观测地的方位信息，即通过电子罗盘 12 所获得的目标的方位信息 ；右上角是目标物所在地的位置和距离信息，由上至下其依次为目标的经度（东经 114° 19′ 50.58″）、纬度（北纬 030° 30′ 28.30″）、海拔（37m）和距离观测点的距离（100m）信息；右下角是当前的时间信息。中间为火源报警框选，并在左下角弹出火源告警提示框。

Claims (7)

1.一种手持式森林防火双光谱观测仪，包括红外镜头（1）、热成像探测器（2）、控制模块（11）、目镜模组（6）、按键模块（15）以及锂电池组（8），热成像探测器置于红外镜头的后端，用于将透过红外镜头的红外光信号转化为电信号，并输入至控制模块（11）中，实现红外图像的采集；目镜模组的前端设置有与控制模块相连接的OLED显示模块（5）；其特征在于：所述控制模块（11）连接有北斗/GPS定位模块（9）、电子罗盘（12）和激光测距机（13），控制模块根据所采集的红外图像自动判断是否有火灾发生，通过北斗/GPS定位模块获取观察者的地理位置信息，通过电子罗盘、激光测距机分别获取目标火源的方位、距离信息，进而确定出火源的位置坐标；控制模块将采集的红外图像叠加上字符和报警信息后，通过OLED显示模块（5）显示出来。

2.根据权利要求1所述的手持式森林防火双光谱观测仪，其特征在于：包括由可见光镜头（14）和可见光探测器（16）组成的可见光成像***，可见光探测器的输出与控制模块（11）相连接，控制模块通过对可见光探测器输出信号的采集实现可见光成像，以确认火源灾情。

3.根据权利要求1或2所述的手持式森林防火双光谱观测仪，其特征在于：所述目镜模组（6）的数量为两个，每个目镜模组的前端均设置有OLED显示模块（5），以供使用者进行双目观察；两个目镜模组之间设置有检测使用者是否靠近目镜模组观察的距离传感器（7）。

4.根据权利要求1或2所述的手持式森林防火双光谱观测仪，其特征在于：所述控制模块（11）连接有SD存储卡（3）和通信模块（17），SD存储卡用于存储所采集的图像和视频信息，控制模块通过通信模块可将采集的图像和视频信息以无线的形式发送至远端的监控中心。

5.根据权利要求1或2所述的手持式森林防火双光谱观测仪，其特征在于：按键模块（15）包括7个按键，其分别为电源开关、菜单键、可见光热成像转换键、测距键、拍照/录像键、聚焦+键、聚焦-键。

6.根据权利要求1或2所述的手持式森林防火双光谱观测仪，其特征在于：所述控制模块（11）连接有对外接口模块（4），对外接口模块包括RS232通讯接口、USB通讯接口、电源接口和视频输出接口。

7.根据权利要求1或2所述的手持式森林防火双光谱观测仪，其特征在于：所述控制模块（11）由影像信号处理器和嵌入式ARM处理器组成，所述OLED显示模块（5）为0.6英寸、800×600分辨率的硅基微型显示器。