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无人机森林防火解决方案《森林火灾智能巡救协同无人机系统》开发与应用

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新闻资讯 2024年12月25日 21 阅读

近年来,森林火灾发生频率和规模持续攀升。据国家林业和草原局统计显示,仅2024年,全国共发生森林火灾约1900起,受害森林面积达1.1万公顷,对生态环境、生物多样性及林区居民生命财产安全构成严峻威胁。

我们调研发现,目前森林防火仍以人防为主,无人机防控正逐步投入应用,但仍存在巡查效率低、监测盲区大、通信易中断、响应不及时、处置效率低等四大技术痛点,为破解这一难题,校企双方共同组件研发团队,经过技术方案论证、设备选型定型、控制软件开发、系统联调联试、实地验证飞行等环节,已初步完成系统开发。

团队成员对接无人机驾驶员、无人机系统研发助理等岗位标准,在学校“项目+人才”双交付的人才培养模式下,深入参与项目开发,在真实的科研开发测试环境中培养提升专业技能、职业素养、协作能力和创新意识。

整个系统引入复合翼无人机、AI图像判别、MESH通信等 新技术,通过数字化改良和流程化改造,以复合翼无人机搭载AI智能模块、四光镜头等设备进行森林火灾智能巡查,配套分布式部署多旋翼灭火无人机和救援无人机,构建“监测->分析->通信->处置“空-地一体化森林火灾巡救系统。

在整个系统的开发过程中,我们自主完成了多项关键工作:所有无人机平台均基于开源飞控自行组装与调试,任务载荷均由我们独立设计与制作,同时,我们自主研发了AI辅助多源融合火情识别算法,视频中展示的是我们建立的YOLO模型识别烟与火以及热源识别与追踪算法的效果

通过项目攻关,我们实现了4项技术创新。

一是长航时复杂环境监测技术革新,突破续航与环境适应性瓶颈, 可实现复杂地形与恶劣气象条件下的长航时稳定飞行,大幅扩展监测覆盖范围与时效性。

二是AI驱动智能巡检效能升级,通过数智化改良和工艺流程改进,显著提升火情检测效率与准确性,响应时间<3分钟,准确率提升至99.2%

三是Mesh通信组网保障信息“零中断”,通过引入Mesh自组网技术,构建动态自适应空中通信网络,实现复杂山林环境灵活部署,极大提升通信系统可靠性与应急指挥效能。

四是集群协同灭火作业模式创新,实现多机型无人机集群动态调度与协同作业,提升火灾初期处置能力。

我们以4项技术突破,3项工艺流程优化,1项系统创新,构建“监测->分析->通信->处置“一体化森林火灾巡救系统,实现森林防火从"事后补救"到"防早、防小"的范式转移,用低空技术赋能新质生产力发展,以技能创新体现新一代青年的责任担当。