基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统的制作方法

1.本发明涉及无人机监测的技术领域，特别涉及基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统。


背景技术：

2.随着全球气候变暖，暴雨或者台风等极端天气发生的频率变高，以大致局部区域会经常发生洪灾。为了对洪灾发生前后的水位高低进行监测，以往都是通过人工勘测的方式来逐一对受灾地区进行水位高度测量，这样方式不仅需要花费大量人力物力和时间，同时测量效率低下和存在极大的安全隐患。此外，通过人工勘测的方式得到的水位高度数据还需要经过相应的手动录入加工处理，才能真实地反映受灾地区不同位置处的水位高低状态，这严重地降低了洪水灾情检测的智能化程度，同时也不利于及时和快速地针对不同水位高低地区进行救援。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的缺陷，本发明提供基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统，其包括地面控制终端、无人机、北斗定位设备、超声波测距设备、数据存储设备和数据处理设备，并利用北斗定位设备确定所述无人机在目标区域上空飞行过程中悬浮停靠在任意地点的rtk坐标数据，超声波测距设备在无人机悬浮停靠在任意地点时，向对应地点的地面或者水面发射与接收超声波，从而确定目标区域在洪灾发生前后无人机与地面或者水面之间的高度数据，再利用数据存储设备和数据处理设备分别存储与处理rtk坐标数据和高度数据和利用，从而确定目标区域的任意地点在洪灾发生前后水位高度变化对照数据；可见，该基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统利用无人机对目标区域进行飞行巡查，并在飞行巡查过程中通过北斗定位设备和超声波测距设备，目标区域的任意地点进行定位和测距，以此确定任意地点的rtk坐标数据和无人机与与地面或者水面之间的高度数据，继而生成目标区域的任意地点在洪灾发生前后水位高度变化对照数据，这样通过无人机能够对目标区域进行全面的水位监测和位置标定，以自动获得不同位置的水位高低数据和，从而确保洪灾灾情的检测全面性和智能性以及提高水位高度检测的准确性。
4.本发明提供基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统，其特征在于，其包括地面控制终端、无人机、北斗定位设备、超声波测距设备、数据存储设备和数据处理设备；
5.所述地面控制终端与所述无人机无线连接，以此控制所述无人机的飞行状态；
6.所述北斗定位设备用于确定所述无人机在目标区域上空飞行过程中悬浮停靠在任意地点的rtk坐标数据；
7.所述超声波测距设备设置在所述无人机上，其用于在所述无人机悬浮停靠在任意地点时，向对应地点的地面或者水面发射与接收超声波，从而确定所述目标区域在洪灾发生前后无人机与地面或者水面之间的高度数据；
8.所述数据存储设备分别与所述北斗定位设备和所述超声波测距设备连接，以用于
存储所述rtk坐标数据和所述高度数据；
9.所述数据处理设备与所述数据存储设备连接，其用于对所述rtk坐标数据和所述高度数据进行处理，从而确定所述目标区域的任意地点在洪灾发生前后水位高度变化对照数据；
10.进一步，所述地面控制终端包括触摸控制面板和蜂窝网络路由；
11.所述无人机包括有蜂窝网络信号接收器和飞行控制器；
12.所述触摸控制面板与所述蜂窝网络路由连接，其用于通过所述蜂窝网络路由向所述无人机发送飞行控制指令信号；其中，所述飞行控制指令信号包括飞行路径控制指令、飞行高度控制指令和飞行速度控制指令中的至少一者；
13.所述蜂窝网络信号接收器用于接收所述飞行控制指令信号，以使所述飞行控制器根据所述飞行控制指令信号调整所述无人机在目标区域上空的飞行路径、飞行高度和飞行速度中的至少一者；
14.进一步，所述无人机还包括蜂窝网络信号强度识别器；
15.所述蜂窝网络信号强度识别器用于检测所述飞行控制指令信号的信号强度，以及将所述信号强度与预设信号强度阈值进行比对；
16.所述飞行控制器用于根据所述比对结果，变更所述无人机的飞行状态：
17.当所述信号强度大于或者等于预设信号强度阈值，则指示所述无人机继续沿当前飞行路径飞行；
18.当所述信号强度小于预设信号强度阈值，则指示所述无人机停止飞行；
19.进一步，所述北斗定位设备包括定位参照基站和定位移动基站；
20.所述定位参照基站设置在所述地面控制终端上，所述定位移动基站设置在所述无人机上；
21.所述定位参照基站和所述定位移动基站均与北斗卫星连接，从而分别获得所述地面控制终端和所述无人机各自的实时北斗卫星定位数据；
22.进一步，所述北斗定位设备还包括定位数据处理器；
23.所述定位数据处理器分别与所述定位参照基站和所述定位移动基站连接；
24.所述定位数据处理器用于分析所述地面控制终端和所述无人机各自的实时北斗卫星定位数据，从而确定所述无人机在目标区域上空飞行过程中悬浮停靠在任意地点的rtk坐标数据；
25.进一步，所述超声波测距设备包括超声波发射器、超声波接收器和计时器；
26.所述超声波发射器用于在洪灾发生前后所述无人机悬浮停靠在任意地点时，向对应地点的地面或者水面发射超声波；
27.所述超声波接收器用于在洪灾发生前后所述无人机悬浮停靠在任意地点时，接收对应地点的地面或者水面反射的超声波；
28.所述计时器用于记录所述超声波发射器发射超声波的第一时刻，以及记录所述超声波接收器接收超声波的第二时刻；
29.进一步，所述超声波测距设备还包括距离计算器；
30.所述距离计算器用于根据所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间差，确定所述目标区域的任意地点在洪灾发生前后无人机与地面或者水面之间的高度数据；
31.进一步，所述数据存储设备包括数据存储器和数据交互传输器；
32.所述数据获取传输器分别与所述北斗定位设备和所述超声波测距设备无线连接；
33.所述数据交互传输器周期性地分别向所述北斗定位设备和所述超声波测距设备发送数据获取指令；
34.所述北斗定位设备和所述超声波测距设备用于响应所述数据获取指令，周期性地向所述数据交互传输器上传所述rtk坐标数据和所述高度数据；
35.所述数据交互传输器还将所述rtk坐标数据和所述高度数据存储至所述数据存储器；
36.进一步，所述数据处理设备包括水位高度计算标定单元和水位高度变化计算单元；
37.所述水位高度计算标定单元用于根据所述rtk坐标数据和洪灾发生后无人机与地面或者水面之间的高度数据，生成目标区域任意地点位置处洪灾发生后的水位高度对照数据表；
38.所述水位高度变化计算单元用于根据所述rtk坐标数据和洪灾发生前后无人机与地面或者水面之间的高度数据，生成目标区域任意地点位置处洪灾发生前后的水位高度变化对照数据表；
39.所述数据处理设备还包括云端服务器；
40.所述云端服务器用于将所述水位高度对照数据表和所述水位高度变化对照数据表上传至云端数据终端上，以此实现数据表共享。
41.进一步，当所述无人机在目标区域上空飞行过程中，利用无人机的摄像头设备中的红外摄像传感器进行人体特征识别，以此确定目标区域是否存在受困人员；若确定存在受困人员，则指示所述无人机在受困人员上方进行悬浮停靠，通过北斗定位设备将所述无人机当前悬浮停靠对应的rtk坐标数据上传至云端数据终端以及触发报警信号；若确定受困人员随着洪水进行移动，则指示所述无人机实时调整飞行状态并跟踪受困人员和将受困人员对应的rtk坐标数据上传至云端数据终端，其中当目标区域存在多个受困人员，则优先跟踪与无人机距离最近的受困人员，其具体包括：
42.步骤s1，指示无人机首先飞行至目标区域的上方，并上升到摄像头设备能够对目标区域的整个范围进行完全覆盖拍摄的高度，再利用摄像头设备中的红外摄像传感器对目标区域进行拍摄，以此得到目标区域对应的红外影像，接着通过对所述红外影像进行人体特征识别以及利用红色矩形框对识别得到的人体进行框选，所述红色矩形框的中心点所在的像素点位置即为受困人员在红外影像上的像素坐标点，
43.利用下面公式(1)，根据所述红外影像上的像素坐标点，确定距离所述无人机最近的受困人员，
[0044][0045]
在上述公式(1)中，s
min
表示无人机在红外影像中的中心点位置与距离所述无人机的中心点最近的受困人员在红外影像中的影像距离；(ia,ja)表示第a个受困人员的像素坐标点，即第a个受困人员的中心点在红外影像中第ia行第ja列；k表示在红外影像上识别到的受困人员的总数；n表示红外影像中每一列像素包含的像素数量；m表示红外影像中每一行
像素包含的像素数量；
[0046]
根据无人机在红外影像中的中心点位置与距离所述无人机的中心点最近的受困人员在红外影像中的影像距离，即可确定在实际环境空间中与无人机距离最近的受困人员，其对应的像素坐标点即为距离无人机最近的受困人员的像素坐标点，并将其记做(i
a,min
,j
a,min
)；
[0047]
当确定距离无人机最近的受困人员后，指示无人机进行移动，以使无人机根据距离无人机最近的受困人员时刻跟随在对应的受困人员上方；
[0048]
步骤s2，利用下面公式(2)，根据距离无人机最近的受困人员的像素坐标点，确定无人机的移动方向，
[0049][0050]
在上述公式(2)中，θ(t)表示无人机当前时刻需要移动的方向，若θ(t)》0，则无人机当前时刻需要顺时针转动|θ(t)|角度后进行向前运动直至移动到θ(t)＝0，若θ(t)《0，则无人机当前时刻需要逆时针转动|θ(t)|角度后进行向前运动直至移动到θ(t)＝0，若θ(t)＝0，则无人机当前时刻需要停止移动并悬浮停靠在当前位置；t表示当前时刻；(i
a,min
(t),j
a,min
(t))表示当前时刻距离无人机最近的受困人员的像素坐标点；||表示取绝对值运算；
[0051]
步骤s3，当无人机时刻跟踪在受困人员上方时，利用下面公式(3)，根据距离无人机最近的受困人员对应被框选的红色矩形框的大小控制无人机的飞行高度，以使无人机的摄像头设备拍摄的图像大小是距离无人机最近的受困人员对应被框选的红色矩形框大小的两倍，从而对距离无人机最近的受困人员进行跟踪观察，
[0052][0053]
在上述公式(3)中，δh(t)表示当前时刻指示无人机需要变更的高度值，若δh(t)《0，则指示无人机需要上升|δh(t)|的高度值，若δh(t)》0，则指示无人机需要下降|δh(t)|的高度值；h(t)表示当前时刻无人机所处的高度值；p
a,min
(t)表示当前时刻距离无人机最近的受困人员对应被框选的红色矩形框横向方向上包含的像素点的个数；q
a,min
(t)表示当前时刻距离无人机最近的受困人员对应被框选的红色矩形框纵向方向上包含的像素点的个数。
[0054]
相比于现有技术，该基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统利用无人机对目标区域进行飞行巡查，并在飞行巡查过程中通过北斗定位设备和超声波测距设备，目标区域的任意地点进行定位和测距，以此确定任意地点的rtk坐标数据和无人机与与地面或者水面之间的高度数据，继而生成目标区域的任意地点在洪灾发生前后水位高度变化对照数据，这样通过无人机能够对目标区域进行全面的水位监测和位置标定，以自动获得不同位置的水位高低数据和，从而确保洪灾灾情的检测全面性和智能性以及提高水位高度检测的准确性。
[0055]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变
得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0056]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0057]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0058]
图1为本发明提供的基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统的结构示意图。
具体实施方式
[0059]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0060]
参阅图1，为本发明实施例提供的基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统的结构示意图。该基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统包括地面控制终端、无人机、北斗定位设备、超声波测距设备、数据存储设备和数据处理设备；
[0061]
该地面控制终端与该无人机无线连接，以此控制该无人机的飞行状态；
[0062]
该北斗定位设备用于确定该无人机在目标区域上空飞行过程中悬浮停靠在任意地点的rtk坐标数据；
[0063]
该超声波测距设备设置在该无人机上，其用于在该无人机悬浮停靠在任意地点时，向对应地点的地面或者水面发射与接收超声波，从而确定该目标区域在洪灾发生前后无人机与地面或者水面之间的高度数据；
[0064]
该数据存储设备分别与该北斗定位设备和该超声波测距设备连接，以用于存储该rtk坐标数据和该高度数据；
[0065]
该数据处理设备与该数据存储设备连接，其用于对该rtk坐标数据和该高度数据进行处理，从而确定该目标区域的任意地点在洪灾发生前后水位高度变化对照数据。
[0066]
上述技术方案的有益效果为：该基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统利用无人机对目标区域进行飞行巡查，并在飞行巡查过程中通过北斗定位设备和超声波测距设备，目标区域的任意地点进行定位和测距，以此确定任意地点的rtk坐标数据和无人机与与地面或者水面之间的高度数据，继而生成目标区域的任意地点在洪灾发生前后水位高度变化对照数据，这样通过无人机能够对目标区域进行全面的水位监测和位置标定，以自动获得不同位置的水位高低数据和，从而确保洪灾灾情的检测全面性和智能性以及提高水位高度检测的准确性。
[0067]
优选地，该地面控制终端包括触摸控制面板和蜂窝网络路由；
[0068]
该无人机包括有蜂窝网络信号接收器和飞行控制器；
[0069]
该触摸控制面板与该蜂窝网络路由连接，其用于通过该蜂窝网络路由向该无人机
发送飞行控制指令信号；其中，该飞行控制指令信号包括飞行路径控制指令、飞行高度控制指令和飞行速度控制指令中的至少一者；
[0070]
该蜂窝网络信号接收器用于接收该飞行控制指令信号，以使该飞行控制器根据该飞行控制指令信号调整该无人机在目标区域上空的飞行路径、飞行高度和飞行速度中的至少一者。
[0071]
上述技术方案的有益效果为：该地面控制终端作为控制无人机的终端基站，其可以固定设置在地面上，这样工作人员通过操作该地面控制终端即可实时控制无人机的飞行状态。该地面控制终端可包括但不限于触摸控制面板和蜂窝网络路由。该触摸控制面板为工作人员提供相应的触摸控制界面，工作人员只需要在该触摸控制界面上操作相应的按键即可调整无人机的飞行状态。该蜂窝网络路由用于形成蜂窝网络，这样通过蜂窝网络能够实现地面控制终端与无人机的通信，以此将地面控制终端发出的飞行控制指令信号通过蜂窝网络发送至无人机的蜂窝网络信号接收器，以使快速控制无人机的飞行状态。工作人员可通过操作该触摸控制面板形成相应的飞行控制指令信号，从而自主控制调整该无人机在目标区域上空的飞行路径、飞行高度和飞行速度中的至少一者。
[0072]
优选地，该无人机还包括蜂窝网络信号强度识别器；
[0073]
该蜂窝网络信号强度识别器用于检测该飞行控制指令信号的信号强度，以及将该信号强度与预设信号强度阈值进行比对；
[0074]
该飞行控制器用于根据该比对结果，变更该无人机的飞行状态：
[0075]
当该信号强度大于或者等于预设信号强度阈值，则指示该无人机继续沿当前飞行路径飞行；
[0076]
当该信号强度小于预设信号强度阈值，则指示该无人机停止飞行。
[0077]
上述技术方案的有益效果为：由于地面控制终端的蜂窝网络路由形成的蜂窝网络信号覆盖范围是有限的，当无人机飞行活动区域超出该信号覆盖范围时，无人机将无法正常及时地接收到飞行控制指令信号，这样会严重影响无人机的正常巡查检测。通过在无人机上设置蜂窝网络信号强度识别器来检测无人机接收到飞行控制指令信号的信号强度，以此控制无人机的飞行路径，从而保证无人机始终能够在蜂窝网络信号覆盖范围内飞行和避免无人机发生失联的情况。
[0078]
优选地，该北斗定位设备包括定位参照基站和定位移动基站；
[0079]
该定位参照基站设置在该地面控制终端上，该定位移动基站设置在该无人机上；
[0080]
该定位参照基站和该定位移动基站均与北斗卫星连接，从而分别获得该地面控制终端和该无人机各自的实时北斗卫星定位数据。
[0081]
上述技术方案的有益效果为：通过在该地面控制终端上设置定位参照基站以及在无人机上设置定位移动基站，由于地面控制终端的设置位置是固定的，这样该定位参照基站通过北斗卫星得到的定位数据能够作为基准数据，而该定位移动基站能够随着无人机的飞行而检测得到无人机所经过的地点的定位数据，在将上述两种定位数据进行比对，能够准确地获得无人机在飞行过程中所经过的地点的位置信息。
[0082]
优选地，该北斗定位设备还包括定位数据处理器；
[0083]
该定位数据处理器分别与该定位参照基站和该定位移动基站连接；
[0084]
该定位数据处理器用于分析该地面控制终端和该无人机各自的实时北斗卫星定
位数据，从而确定该无人机在目标区域上空飞行过程中悬浮停靠在任意地点的rtk坐标数据。
[0085]
上述技术方案的有益效果为：该定位数据处理器能够对定位参照基站该定位移动基站检测得到两个实时北斗卫星定位数据进行比对和转换，以此确定该无人机在目标区域上空飞行过程中悬浮停靠在任意地点的rtk坐标数据；其中上述对两个实时北斗卫星定位数据进行比对和转换属于本领域的常规数据处理方式，这并不做详细的累述。
[0086]
优选地，该超声波测距设备包括超声波发射器、超声波接收器和计时器；
[0087]
该超声波发射器用于在洪灾发生前后该无人机悬浮停靠在任意地点时，向对应地点的地面或者水面发射超声波；
[0088]
该超声波接收器用于在洪灾发生前后该无人机悬浮停靠在任意地点时，接收对应地点的地面或者水面反射的超声波；
[0089]
该计时器用于记录该超声波发射器发射超声波的第一时刻，以及记录该超声波接收器接收超声波的第二时刻。
[0090]
上述技术方案的有益效果为：当无人机在飞行过程中悬浮停靠在目标区域任意地点的上空时，该超声波测距设备通过向地面或者水面发射超声波以及接收地面或者水面反射的超声波，同时记录该超声波发射器发射超声波的第一时刻，以及记录该超声波接收器接收超声波的第二时刻，这样能够快速和准确地获得无人机与地面或者水面之间的距离。
[0091]
优选地，该超声波测距设备还包括距离计算器；
[0092]
该距离计算器用于根据该第二时刻与该第一时刻之间的时间差，确定该目标区域的任意地点在洪灾发生前后无人机与地面或者水面之间的高度数据。
[0093]
上述技术方案的有益效果为：该距离计算器根据该第二时刻与该第一时刻之间的时间差以及超声波的传播速度即可确定该目标区域的任意地点在洪灾发生前后无人机与地面或者水面之间的高度数据。
[0094]
优选地，该数据存储设备包括数据存储器和数据交互传输器；
[0095]
该数据获取传输器分别与该北斗定位设备和该超声波测距设备无线连接；
[0096]
该数据交互传输器周期性地分别向该北斗定位设备和该超声波测距设备发送数据获取指令；
[0097]
该北斗定位设备和该超声波测距设备用于响应该数据获取指令，周期性地向该数据交互传输器上传该rtk坐标数据和该高度数据；
[0098]
该数据交互传输器还将该rtk坐标数据和该高度数据存储至该数据存储器。
[0099]
上述技术方案的有益效果为：由于无人机在飞行过程中会不间断地形成rtk坐标数据和高度数据，该数据交互传输器周期性地向该北斗定位设备和该超声波测距设备发送数据获取指令，这样能够保证该数据存储器实时接收到最新的rtk坐标数据和高度数据，以及避免rtk坐标数据和高度数据发生丢失。
[0100]
优选地，该数据处理设备包括水位高度计算标定单元和水位高度变化计算单元；
[0101]
该水位高度计算标定单元用于根据该rtk坐标数据和洪灾发生后无人机与地面或者水面之间的高度数据，生成目标区域任意地点位置处洪灾发生后的水位高度对照数据表；
[0102]
该水位高度变化计算单元用于根据该rtk坐标数据和洪灾发生前后无人机与地面
或者水面之间的高度数据，生成目标区域任意地点位置处洪灾发生前后的水位高度变化对照数据表。
[0103]
上述技术方案的有益效果为：该数据处理设备生成目标区域任意地点位置处洪灾发生后的水位高度对照数据表以及目标区域任意地点位置处洪灾发生前后的水位高度变化对照数据表，通过表格的方式能够使工作人员直观地了解目标区域发生洪灾前后的水位高度变化状态，从而便于工作人员有针对性地对目标区域采取合适的救援措施。
[0104]
优选地，该数据处理设备还包括云端服务器；
[0105]
该云端服务器用于将该水位高度对照数据表和该水位高度变化对照数据表上传至云端数据终端上，以此实现数据表共享。
[0106]
上述技术方案的有益效果为：该云端服务器将该水位高度对照数据表和该水位高度变化对照数据表上传至云端数据终端上，这样工作人员通过智能手机等移动终端连接到该云端数据终端，从而实现数据表的共享。
[0107]
优选地，当该无人机在目标区域上空飞行过程中，利用无人机的摄像头设备中的红外摄像传感器进行人体特征识别，以此确定目标区域是否存在受困人员；若确定存在受困人员，则指示该无人机在受困人员上方进行悬浮停靠，通过北斗定位设备将该无人机当前悬浮停靠对应的rtk坐标数据上传至云端数据终端以及触发报警信号；若确定受困人员随着洪水进行移动，则指示该无人机实时调整飞行状态并跟踪受困人员和将受困人员对应的rtk坐标数据上传至云端数据终端，其中当目标区域存在多个受困人员，则优先跟踪与无人机距离最近的受困人员，其具体包括：
[0108]
步骤s1，指示无人机首先飞行至目标区域的上方，并上升到摄像头设备能够对目标区域的整个范围进行完全覆盖拍摄的高度，再利用摄像头设备中的红外摄像传感器对目标区域进行拍摄，以此得到目标区域对应的红外影像，接着通过对该红外影像进行人体特征识别以及利用红色矩形框对识别得到的人体进行框选，该红色矩形框的中心点所在的像素点位置即为受困人员在红外影像上的像素坐标点，
[0109]
利用下面公式(1)，根据该红外影像上的像素坐标点，确定距离该无人机最近的受困人员，
[0110][0111]
在上述公式(1)中，s
min
表示无人机在红外影像中的中心点位置与距离该无人机的中心点最近的受困人员在红外影像中的影像距离；(ia,ja)表示第a个受困人员的像素坐标点，即第a个受困人员的中心点在红外影像中第ia行第ja列；k表示在红外影像上识别到的受困人员的总数；n表示红外影像中每一列像素包含的像素数量；m表示红外影像中每一行像素包含的像素数量；
[0112]
根据无人机在红外影像中的中心点位置与距离该无人机的中心点最近的受困人员在红外影像中的影像距离，即可确定在实际环境空间中与无人机距离最近的受困人员，其对应的像素坐标点即为距离无人机最近的受困人员的像素坐标点，并将其记做(i
a,min
,j
a,min
)；
[0113]
当确定距离无人机最近的受困人员后，指示无人机进行移动，以使无人机根据距离无人机最近的受困人员时刻跟随在对应的受困人员上方；
[0114]
步骤s2，利用下面公式(2)，根据距离无人机最近的受困人员的像素坐标点，确定无人机的移动方向，
[0115][0116]
在上述公式(2)中，θ(t)表示无人机当前时刻需要移动的方向，若θ(t)》0，则无人机当前时刻需要顺时针转动|θ(t)|角度后进行向前运动直至移动到θ(t)＝0，若θ(t)《0，则无人机当前时刻需要逆时针转动|θ(t)|角度后进行向前运动直至移动到θ(t)＝0，若θ(t)＝0，则无人机当前时刻需要停止移动并悬浮停靠在当前位置；t表示当前时刻；(i
a,min
(t),j
a,min
(t))表示当前时刻距离无人机最近的受困人员的像素坐标点；||表示取绝对值运算；
[0117]
步骤s3，当无人机时刻跟踪在受困人员上方时，利用下面公式(3)，根据距离无人机最近的受困人员对应被框选的红色矩形框的大小控制无人机的飞行高度，以使无人机的摄像头设备拍摄的图像大小是距离无人机最近的受困人员对应被框选的红色矩形框大小的两倍，从而对距离无人机最近的受困人员进行跟踪观察，
[0118][0119]
在上述公式(3)中，δh(t)表示当前时刻指示无人机需要变更的高度值，若δh(t)《0，则指示无人机需要上升|δh(t)|的高度值，若δh(t)》0，则指示无人机需要下降|δh(t)|的高度值；h(t)表示当前时刻无人机所处的高度值；p
a,min
(t)表示当前时刻距离无人机最近的受困人员对应被框选的红色矩形框横向方向上包含的像素点的个数；q
a,min
(t)表示当前时刻距离无人机最近的受困人员对应被框选的红色矩形框纵向方向上包含的像素点的个数。
[0120]
上述技术方案的有益效果为：利用上述公式(1)根据红外影像上的像素坐标点确定出距离无人机最近的受困人员，进而可以对最近的受困人员作出应急响应；再利用上述公式(2)根据最近的受困人员实时的像素坐标点的位置得到无人机的移动方向，进而保证无人机可以实时调整飞行状态跟踪所述受困人员并实时上传其rtk坐标数据，保证后续救援的可靠性以及准确性；最后利用上述公式(3)根据最近的受困人员被框选的红色矩形框的大小控制无人机的高度，使无人机摄像头设备拍摄的图像大小是最近的受困人员被框选的红色矩形框大小的两倍，进而可以近距离的跟踪和观察所述受困人员，保证采集到的受困人员的图像数据都是清晰可靠的。
[0121]
从上述实施例的内容可知，该基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统利用无人机对目标区域进行飞行巡查，并在飞行巡查过程中通过北斗定位设备和超声波测距设备，目标区域的任意地点进行定位和测距，以此确定任意地点的rtk坐标数据和无人机与与地面或者水面之间的高度数据，继而生成目标区域的任意地点在洪灾发生前后水位高度变化对照数据，这样通过无人机能够对目标区域进行全面的水位监测和位置标定，以自动获得不同位置的水位高低数据和，从而确保洪灾灾情的检测全面性和智能性以及提高水位高度检测的准确性。
[0122]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。