(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110475342.9 (22)申请日 2021.04.2 9 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113239616 A (43)申请公布日 2021.08.10 (73)专利权人 中山大学 地址 510275 广东省广州市海珠区新港西 路135号 专利权人 南方海洋科学与工程广东省实验 室 （珠海） (72)发明人 任磊　姬进财　杨凌娜　苗建明　 罗向欣　牛丽霞　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 代理人 胡辉(51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) A62C 37/00(2006.01) (56)对比文件 CN 109635991 A,2019.04.16 CN 107818420 A,2018.0 3.20 CN 108564062 A,2018.09.21 审查员 郭瑞 (54)发明名称 一种基于无人艇 -机集群协同的海岛火灾救 援方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于无人艇 ‑机集群协同 的海岛火灾救援方法及系统， 方法包括： 利用无 人艇‑机集群协 同工作， 根据海岛遥感影像对海 岛进行分区划分并对无人艇 ‑机集群进行布设， 评估不同海岛分区火势， 对各海岛分区救援等级 顺序进行排序， 并根据海岛周围水文气象等信 息， 设计制定 无人艇‑机集群救援系统及方案， 利 用无人艇 ‑机集群对海岛火灾进行有效扑灭救 援， 实现了对海岛火灾的直接灭火救援， 使海岛 经济损失得到有效减小， 海岛人员得到快速救 援， 海岛火灾应急救援能力得到有效提升， 能广 泛应用于火灾救援技 术领域。 权利要求书3页 说明书12页 附图2页 CN 113239616 B 2022.05.03 CN 113239616 B 1.一种基于无 人艇‑机集群协同的海岛火灾救援方法， 其特 征在于， 包括： 通过无人艇 ‑机集群系统， 获取海岛多源遥感影像， 确定遥感影像集； 其中， 所述无人 艇‑机集群系统用于控制无 人艇‑机集群； 从所述遥感影像集中提取海岛基本几何特征， 根据 所述海岛基本几何特征对海岛进行 分区， 确定海岛分区模块； 根据所述海岛分区模块对所述无人艇 ‑机集群进行布设， 通过所述无人艇 ‑机集群系统 拍摄海岛火势影 像图集以及监测海岛水文气象信息； 根据机器学习模型， 对所述海岛火势影像图集进行模拟预测， 确定火势蔓延边界以及 火势面积； 根据所述海岛水文气象信 息、 所述火势蔓延边界以及所述火势面积对海岛火势进行火 势分析， 确定海岛分区火势等级； 所述火势蔓延边界、 所述火势面积、 所述海岛分区火势等级以及所述海岛水文气象信 息， 确定海岛火灾救援方案； 通过所述无人艇‑机集群系统根据所述海岛火灾救援方案， 对 海岛火灾进行 扑灭救援； 其中， 所述根据机器学习模型， 对所述海岛火势影像图集进行模拟预测， 确定火势蔓延 边界以及火势面积， 包括： 根据多层组合分割方法对所述火势影 像图集进行影 像分割， 确定火焰区域； 从所述火焰区域中选取火势图像识别特 征， 确定火势图像特 征数据集； 将所述火势图像特征数据集进行数据转换， 输入到神经网络模型中， 进行回归分析， 确 定所述机器学习模型； 将实时火势影 像输入到所述机器学习模型中， 确定预测火势影 像； 对所述实时火势影像以及所述预测火势影像分别提取空间特征， 确定空间特征差值集 合； 根据所述神经网络模型对所述空间特 征差值集合进行二类分类， 确定二类分类结果； 根据所述二类分类结果实时绘制出所述海岛分区模块的火势蔓延边界， 确定火势面 积。 2.根据权利要求1所述的一种基于无人艇 ‑机集群协同的海岛火灾救援方法， 其特征在 于， 所述从所述遥感影像集中提取海岛基本几何特征， 根据所述海岛基本几何特征对海岛 进行分区， 确定海岛分区模块， 包括： 从所述遥感影 像集中获取海岛边界点经纬信息， 确定所述海岛基本几何特 征； 根据所述海岛基本几何特征将所述海岛抽象为几何图形， 对所述几何图形进行几何解 析， 划分出多个海岛分区， 确定所述海岛分区模块。 3.根据权利要求1所述的一种基于无人艇 ‑机集群协同的海岛火灾救援方法， 其特征在 于， 所述根据所述海岛分区模块对所述无人艇 ‑机集群进行布设， 通过所述无人艇 ‑机集群 系统拍摄海岛火势影 像图集以及监测海岛水文气象信息， 包括： 根据所述海岛分区模块， 将所述无人艇 ‑机集群分别布设至距离海岛分区岩线等距离 的位置； 通过所述无人艇 ‑机集群系统对海岛火灾区域进行广泛拍摄或远程遥控精准拍摄， 确 定海岛火势影 像图集；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113239616 B 2通过所述无人艇 ‑机集群系统对海岛水文气象进行实时监测， 确定所述海岛水文气象 信息。 4.根据权利要求1所述的一种基于无人艇 ‑机集群协同的海岛火灾救援方法， 其特征在 于， 所述根据所述火势蔓延边界、 所述火势面积、 所述海岛分区火势 等级以及所述海岛水文 气象信息， 确定海岛火灾救援方案， 包括： 根据所述海岛分区火势等级， 优先救援第一 排序的海岛分区； 根据所述海岛水文气象信息， 对所述海岛分区进行灭火难易 程度评估； 根据所述灭火难易 程度评估， 对所述无 人艇‑机集群进行实时操作或自主航行切换； 通过所述无人艇 ‑机集群系统对所述海岛分区内的火势进行扑灭以及对所述海岛分区 内的人员进行救助； 根据所述海岛水文气象信 息规划所述海岛分区内的人员的撤离路线， 确定所述海岛火 灾救援方案 。 5.根据权利要求4所述的一种基于无人艇 ‑机集群协同的海岛火灾救援方法， 其特征在 于， 所述根据所述灭火难易程度评估， 对所述无人艇 ‑机集群进行实时操作或自主航行切 换， 包括： 当所述海岛水文气象信息为多变天气时， 对所述无 人艇‑机集群切换为自主航行； 根据所述火势蔓延边界以及所述火势面积， 确定火势区域几何中心以及火势地理坐 标； 通过所述无人艇 ‑机集群系统， 确定无人艇 ‑机集群的实时地理坐标， 计算所述火势地 理坐标与所述实时地理坐标的几何距离； 根据所述几何距离， 通过所述无人艇 ‑机集群系统， 确定对所述无人艇 ‑机集群进行自 主航行。 6.根据权利要求4所述的一种基于无人艇 ‑机集群协同的海岛火灾救援方法， 其特征在 于， 所述通过所述无人艇 ‑机集群系统对所述海岛分区内的火势进行扑灭以及对所述海岛 分区内的人员进行救助， 包括： 所述无人艇 ‑机集群系统通过布设无人机携带水箱飞行至所述海岛分区的火势区域， 对所述海岛分区的火势进行 扑灭； 所述无人艇 ‑机集群系统通过布设无人艇利用消防设备喷射海水， 对所述海岛分区的 火势进行 扑灭； 所述无人艇 ‑机集群系统通过布设无人机携带救生设备进行远程投放， 实时回传远程 影像， 监测所述海岛分区内的人员的逃离动态； 通过所述无人艇 ‑机集群系统获取海岛实时火势影像图集， 海岛实时蔓延边界以及海 岛实时火势面积； 根据所述海岛实时火势影像图集， 所述海岛实时蔓延边界以及所述海岛实时火势面 积， 确定不同海岛分区的救援程度； 根据所述不同海岛分区的救援程度， 通过无人艇 ‑机集群系统对目标海岛分区进行自 主辅助救援， 所述目标海岛分区为距离所述无 人艇‑机集群最近的海岛分区。 7.一种基于无 人艇‑机集群协同的海岛方案救援系统， 其特 征在于， 包括： 第一模块， 用于通过 无人艇‑机集群系统， 获取海岛多源遥感影 像， 确定遥感影像集；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113239616 B 3