蜂眼仿生飞行器集群系统

本公开的实施例涉及飞行器集群，具体涉及一种蜂眼仿生飞行器集群系统。

背景技术：

1、近年来，全球气候变化加剧，极端气候事件频发，导致森林火灾的发生频率与破坏程度显著上升，给生态环境和人类社会带来巨大威胁。

2、尽管无人机技术在森林防火领域的应用展现出一定潜力，但其在实际操作中仍面临多重挑战，难以有效应对快速蔓延的森林火灾，尤其是发生在偏远或地形复杂的区域的火灾，目前通过无人机技术进行森林防火主要存在以下缺陷：（1）探测精度与识别能力不足，无法做到对森林火情进行快速准确的识别和定位；（2）环境适应性差，无人机在执行森林防火任务时，易受外界环境因素干扰，如恶劣天气（强风、雷暴）和复杂地形（山地、密林），这些因素会严重影响无人机的稳定飞行，增加失控风险，限制了其在极端条件下的作业效能；（3）续航与控制距离瓶颈，无人机的作业时间和范围受到电池续航能力和控制信号的限制，不能够持续执行长时间的作业任务（4）载荷能力限制，无人机的载荷能力受到机型和电池能量密度等因素的限制，无法搭载大型水箱等作业设备。

3、因此，有必要提出一种蜂眼仿生飞行器集群系统，以解决上述至少一个技术问题。

技术实现思路

1、本公开的实施例提出了一种蜂眼仿生飞行器集群系统。

2、本公开提供了一种蜂眼仿生飞行器集群系统，包括：

3、搜索模块，用于控制各搜索飞行器搜索目标区域内的温度异常区域；

4、纠察模块，用于控制各纠察飞行器对温度异常区域进行检测，以识别出温度异常区域中的目标对象；

5、集群联动模块，用于控制各所述搜索飞行器之间、各所述纠察飞行器之间以及各所述搜索飞行器与所述各纠察飞行器之间的协同工作；

6、数据传输模块，用于控制各所述搜索飞行器之间、各所述纠察飞行器之间以及各所述搜索飞行器与各所述纠察飞行器之间的数据传输；

7、避障模块，用于控制各所述搜索飞行器与所述各纠察飞行器的动态避障；

8、飞行控制模块，用于控制各所述搜索飞行器与各所述纠察飞行器在飞行过程中的飞行参数和各所述搜索飞行器和各所述纠察飞行器的自主飞行栖附，使各所述搜索飞行器和各所述纠察飞行器栖附于不同物体的表面以提供实时图像，获取精准的图像数据；

9、能量管理模块，用于采集各所述搜索飞行器和各所述纠察飞行器的供电电源信息和负载状态信息，并将各所述搜索飞行器和各所述纠察飞行器的供电电源信息和负载状态信息上传至上位机。

10、在一些可选的实施方式中，所述搜索模块包括：

11、数据采集模块，用于采集所述目标区域内各位置的温度信息，以识别出所述目标区域内的温度异常区域，以及将温度异常区域的位置信息发送给纠察模块。

12、在一些可选的实施方式中，所述纠察模块包括：

13、图像生成模块，用于控制至少一个所述纠察飞行器根据温度异常区域的位置信息生成温度异常区域的图像以及将图像发送至图像识别模块；

14、图像识别模块，用于接收所述图像生成模块发送的图像并对图像进行检测，以识别出温度异常区域中的目标对象。

15、在一些可选的实施方式中，所述图像生成模块包括以下各项中的至少一项：

16、热成像摄像头，用于根据温度异常区域的热量分布生成热图像；

17、可见光摄像头，用于根据温度异常区域的可见光生成可见光图像。

18、在一些可选的实施方式中，所述图像识别模块包括以下各项中的至少一项：

19、图像增强模块，用于提高所述图像的质量；

20、特征提取模块，用于提取所述图像的特征信息；

21、分类器模块，用于根据对所述图像中各对象进行分类；

22、语义分割模块，用于对所述图像中的各像素分配语义标签；

23、目标检测模块，用于对所述图像中的各对象进行检测，以识别所述目标对象。

24、在一些可选的实施方式中，所述避障模块包括以下各项中的至少一项：

25、双目视觉和全向自主感知避障算法。

26、在一些可选的实施方式中，所述集群联动模块包括以下各项中的至少一项：

27、蒙特卡洛树搜索算法和sparse-densenet模型。

28、在一些可选的实施方式中，所述飞行控制模块包括：

29、自主学习模块，用于控制各所述搜索飞行器和各所述纠察飞行器自主学习以优化自主飞行任务；

30、自主飞行栖附模块，用于控制各所述搜索飞行器和各所述纠察飞行器的自主飞行栖附，使各所述搜索飞行器和各所述纠察飞行器栖附于不同物体表面以提供实时图像，获取精准的图像数据。

31、在一些可选的实施方式中，所述飞行控制模块包括以下各项中的至少一项：

32、实时动态载波相位差分、经验特征存入算法。

33、本公开的实施例提供的蜂眼仿生飞行器集群系统，搜索模块，用于控制各搜索飞行器搜索目标区域内的温度异常区域；纠察模块，用于控制各纠察飞行器对温度异常区域进行检测，以识别出温度异常区域中的目标对象；集群联动模块，用于控制各搜索飞行器之间、各纠察飞行器之间以及各搜索飞行器与各纠察飞行器之间的协同工作；数据传输模块，用于控制各搜索飞行器之间、各纠察飞行器之间以及各搜索飞行器与各纠察飞行器之间的数据传输；避障模块，用于控制各搜索飞行器与各纠察飞行器的动态避障；飞行控制模块，用于控制各搜索飞行器与各纠察飞行器在飞行过程中的飞行参数和各搜索飞行器和各纠察飞行器的自主栖附，使各搜索飞行器和各纠察飞行器栖附于不同物体的表面以提供实时图像，获取精准的图像数据；能量管理模块，用于采集各搜索飞行器和各纠察飞行器的供电电源信息和负载状态信息，并将各搜索飞行器和各纠察飞行器的供电电源信息和负载状态信息上传至上位机，同时实现能量高效利用。本公开的蜂眼仿生飞行器集群系统通过模仿自然界中蜜蜂的群体行为，实现了多个小型飞行器之间的协同工作和信息交流，在森林防火事业中，飞行器集群可以实现森林区域内的高效监测和控制，及时发现火点和火线，提高了火灾的发现率和识别能力，还可以在复杂地形和恶劣天气条件下进行作业，避免了人员进入危险区域的风险，保障了救援人员的安全，提高了救援效率。

技术特征：

1.一种蜂眼仿生飞行器集群系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述搜索模块包括：

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述纠察模块包括：

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述图像生成模块包括以下各项中的至少一项：

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述图像识别模块包括以下各项中的至少一项：

6.根据权利要求1所述的系统，所述避障模块包括以下各项中的至少一项：

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集群联动模块包括以下各项中的至少一项：

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述飞行控制模块包括：

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述飞行控制模块包括以下各项中的至少一项：

技术总结本公开的实施例提供的蜂眼仿生飞行器集群系统，包括：搜索模块，用于控制各搜索飞行器搜索目标区域内的温度异常区域；纠察模块，用于控制各纠察飞行器对温度异常区域进行检测，以识别出温度异常区域中的目标对象；集群联动模块，用于控制各搜索飞行器之间、各纠察飞行器之间以及各搜索飞行器与各纠察飞行器之间的协同工作；数据传输模块，用于控制各搜索飞行器之间、各纠察飞行器之间以及各搜索飞行器与各纠察飞行器之间的数据传输；避障模块，用于控制各搜索飞行器与各纠察飞行器的动态避障；飞行控制模块，用于控制各搜索飞行器与各纠察飞行器在飞行过程中的飞行参数；能量管理模块，用于采集飞行器的供电电源信息和负载状态信息。技术研发人员：惠小雨,安一彬,王子娇,张献月,李海鹏受保护的技术使用者：河北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/26