一种森林火情应急报警判定装置及方法与流程

1.本发明涉及林业消防技术领域，特别涉及一种森林火情应急报警判定装置及方法。


背景技术：

2.森林火灾是严重威胁生态环境、人类安全和经济发展的自然灾害之一。及时准确地对森林火情进行应急报警判定可以帮助采取有效的火灾扑救措施，保障火灾发生地区的人员安全。提前预警可以减少人员被困或受伤的可能性。
[0003][0004]
及时判定火情，有助于迅速调配灭火资源，及时止损，减少森林资源的损失，保护生态环境的稳定。同时有助于减少因火灾造成的财产损失，保护林业产业和相关经济利益。森林生态系统对于维持地球的生态平衡至关重要，及时报警可以避免火灾对生态系统的长期破坏。
[0005]
在现有技术中，当森林疑似发生火情时，现阶段通常使用旋翼无人机实现上述森林火情应急报警判定的需求，通过设计无人机的飞行航线，确保对火灾区域进行全面监测。航线规划需要考虑飞行高度、速度、飞行路径等因素，以最大程度地获取有效信息。无人机按照预定的航线进行飞行，在飞行过程中实时采集火灾区域的图像和数据。传感器捕捉的信息包括火源位置、火势、火线蔓延情况、烟雾浓度等。
[0006]
但是，经过发明人长期工作与研究发现，传统技术中的存在如下的技术问题亟需解决：
[0007]
(1)速度限制：传统无人机的速度相对较慢，难以快速覆盖广大的森林地区，导致火情扩散速度超过无人机监测速度，从而错过火灾初期控制的最佳时机。
[0008]
(2)滞空性限制：传统无人机的续航能力有限，需要频繁返回基地进行充电，因此无法持续监测火情，容易使火灾监测出现盲区，从而延误了火情报警和扑救的时机。
[0009]
(3)火线跟踪困难：由于速度和滞空性的限制，传统无人机难以追踪火线的蔓延方向和速度，无法提供准确的火灾蔓延模拟和预测，制约了火灾扑救的决策效果。
[0010]
(4)覆盖面积受限：传统无人机一次只能携带有限的传感器和设备，无法全面监测大范围的火灾情况，可能导致遗漏重要信息。
[0011]
为此，提出一种森林火情应急报警判定装置及方法。


技术实现要素：

[0012]
有鉴于此，本发明实施例希望提供一种森林火情应急报警判定装置及方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，即速度限制、滞空性限制、火线跟踪困难和覆盖面积受限，并对此至少提供一种有益的选择；
[0013]
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
[0014]
第一方面
[0015]
一种森林火情应急报警判定装置及方法，包括推动机构；所述推动机构由火箭推进器推动飞行至空中，并分离出至少两个制推组件；
[0016]
每个所述制推组件在空中制动保持姿态，分离出螺旋检测机构；
[0017]
所述螺旋检测机构在接触大气后作倾斜角的螺旋运动；
[0018]
通过扫描组件的红外线引导探头生成地面目标的红外图像，激光雷达发射器发射近红外波段的激光束，激光引导头对地面目标照射并接收反光，对火情区域和轮廓进行检测及判定。
[0019]
在上述的实施方式中：该森林火情应急报警判定装置及方法的实施方式包括以下步骤：首先，通过推动机构将装置发射至空中，其中推动机构由火箭推进器推动飞行，接着制推组件被分离出来。每个制推组件在空中执行制动动作，以保持稳定的姿态。接下来，螺旋检测机构从制推组件中分离出来，在接触大气后开始执行倾斜角的螺旋运动。在此过程中，扫描组件进行循环扫描，红外线引导探头生成地面目标的红外图像，激光雷达发射器发射激光束，激光引导头对地面目标进行照射和接收反光。
[0020]
其中在一种实施方式中：所述推动机构包括第一筒体，所述第一筒体的前部和后部分别设有尖锥筒体和第二筒体；所述第二筒体的内安装有所述火箭推进器；同时第二筒体外设有弹翼，用以进一步优化气动造型；所述尖锥筒体与所述第一筒体之间、以及所述第一筒体之间和所述第二筒体之间均通过解锁环相互固定连接，所述解锁环以环形阵列的形式均匀安装有若干个第一爆炸螺栓；
[0021]
在上述的实施方式中：推动机构由多个部分组成。首先，推动机构包括第一筒体，该筒体前部和后部分别设有尖锥筒体和第二筒体。第二筒体内安装有火箭推进器，并在尾部留有通槽用于喷射推进火箭。锥形的尖锥筒体和外设的弹翼有助于改善整体气动造型，以提高在空中的飞行性能。通过精确的时间控制和分阶段分离的设计，使得装置能够稳定地飞行并在特定时刻分离出各个组件，从而实现高效的森林火情监测与应急报警判定。
[0022]
其中在一种实施方式中：所述制推组件包括环形架，所述环形架的内侧壁滑动配合有第一弹翼，所述第一弹翼通过弹簧弹性蓄力于所述环形架的内侧壁；所述环形架的内侧壁内设有所述螺旋检测机构；
[0023]
在所述制推组件置于所述第一筒体中时，所述第一弹翼弹性蓄力并抵顶于所述环形架的内侧壁；
[0024]
在所述制推组件分离于所述第一筒体后，所述第一弹翼弹性释放并展开于大气中。
[0025]
在上述的实施方式中：制推组件的设计主要由环形架和第一弹翼构成。环形架的内侧壁滑动配合有第一弹翼，后者通过弹簧弹性蓄力于环形架的内侧壁。环形架的内侧壁内设有螺旋检测机构。当制推组件置于第一筒体中时，第一弹翼被弹簧弹性蓄力抵顶于环形架的内侧壁。
[0026]
其中在一种实施方式中：所述螺旋检测机构包括筒架，所述筒架通过第二爆炸螺栓与所述环形架的内侧壁固定连接。
[0027]
在上述的实施方式中：螺旋检测机构由筒架构成。筒架通过第二爆炸螺栓与环形架的内侧壁固定连接。当环形架在大气中保持稳定姿态并滞空一段时间后，第二爆炸螺栓被引爆，从而分离螺旋检测机构与环形架。
[0028]
其中在一种实施方式中：所述筒架的外表面对称设有与所述筒架的轴向相交错的第二弹翼，所述第二弹翼通过九十度销轴铰接配合于所述筒架的外表面，所述九十度销轴铰的外表面套设有扭簧，所述扭簧弹性蓄力于所述第二弹翼与所述第二弹翼；
[0029]
在所述筒架置于所述环形架中时，所述第二弹翼抵顶于所述环形架的内侧壁；
[0030]
在所述筒架分离于所述环形架后，所述第二弹翼弹性释放，并旋转九十度后展开。
[0031]
在上述的实施方式中：筒架的外表面对称地设有第二弹翼，这些第二弹翼与筒架的轴向相交错。第二弹翼通过九十度销轴铰接在筒架的外表面，九十度销轴铰的外表面套设有扭簧，扭簧弹性蓄力于第二弹翼之间。
[0032]
其中在一种实施方式中：两个所述第二弹翼的尺寸或面积不同。
[0033]
在上述的实施方式中：两个第二弹翼的尺寸或面积被设计为不同。这些不同面积或尺寸的第二弹翼在展开后，会导致筒架的两端受到不同的大气作用，进而使得筒架的中轴线与地面呈夹角状。这种设计会导致装置在大气中以倾斜状的螺旋循环转动的形式匀速缓慢下降。
[0034]
其中在一种实施方式中：所述扫描组件还包括机架，所述机架通过棘轮铰轴与所述筒架的外表面铰接；
[0035]
所述机架上依次设有所述红外线引导探头、所述激光雷达发射器和所述激光引导头。
[0036]
第二方面
[0037]
一种森林火情应急报警判定方法，采用如上述所述的森林火情应急报警判定装置实施如下步骤：
[0038]
s1、准备：在这一步骤中，首先需要根据实际森林的尺寸，计算推动机构飞行至森林目标上空所需的时间。这个时间计算将确定第一爆炸螺栓和第二爆炸螺栓的引爆时刻，以确保装置的逐步分离和下降是在预定的时间点发生的。
[0039]
s2、飞行：推动机构开始飞行，并定位至森林的上空，准备进行应急火情监测。
[0040]
s3、引爆和分离：在这一步骤中，首先引爆第一爆炸螺栓，使尖锥筒体与第一筒体分离，然后引爆解锁环，将尖锥筒体、第一筒体和第二筒体分离。这个过程中，尖锥筒体由于燃气推力率先分离，随后第一筒体分离，并通过燃气推力和摩擦力使内部的两个制推组件滑动分离出第一筒体。
[0041]
s4、滞空：分离的制推组件引发第一弹翼瞬间展开，使环形架在大气中维持稳定姿态并继续滑动。
[0042]
s5、引爆螺栓：引爆第二爆炸螺栓，将螺旋检测机构与环形架分离。
[0043]
s6、螺旋制动和扫描：由于不同面积或尺寸的第二弹翼的作用，筒架的两端受大气作用不同，导致装置在大气中以倾斜状的螺旋循环转动的形式匀速缓慢下降。同时，红外线引导探头、激光雷达发射器和激光引导头被设计成平行但不重叠于筒架的轴线，以螺旋路径的形式循环扫描地面。此外，机架在第二弹翼展开时被甩动并调整展开角度，随后锁止，导致筒架逐渐竖立，使得装置能够在下降过程中稳定地扫描地面目标。
[0044]
通过以上步骤，该森林火情应急报警判定方法实现了从飞行、分离、滞空到螺旋下降和地面扫描等一系列关键步骤，以高效准确地进行火情监测与判定。这种方法的创新性在于综合运用多个阶段的操作和机制，使得无人机装置能够在复杂的林业环境中实现全面
的火情监测。
[0045]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0046]
一、更广泛的监测范围和精度：通过螺旋下降和地面扫描的方式，本发明的技术能够实现对整个森林区域的循环扫描，从而实现更广泛、更精确的火情监测。
[0047]
二、自动化应急响应：本发明的技术通过提前计算引爆时间、自动分离装置和调整机架角度等步骤，实现了自动化的应急响应。这种自动化能够在火情发生时迅速部署装置，缩短了响应时间，提高了火情应对的效率。
[0048]
三、稳定性和适应性：通过利用不同面积或尺寸的第二弹翼来产生倾斜下降和螺旋扫描，本发明的技术在大气中维持稳定姿态，适应性更强。由于螺旋下降和扫描方式，本发明的技术能够在下降过程中不间断地进行地面监测，最大限度地利用了监测时间。
[0049]
四、多元信息获取：本发明的技术结合了红外线引导、激光雷达和激光引导等多种信息获取手段，可以从多个角度获得火情区域的信息，提高了判定的准确性。
附图说明
[0050]
为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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技术的一些实施例，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。
[0051]
图1为本发明的推动机构立体示意图；
[0052]
图2为本发明的推动机构半剖立体示意图；
[0053]
图3为本发明的推动机构拆分立体示意图；
[0054]
图4为本发明的第一筒体半剖及制推组件的立体示意图；
[0055]
图5为本发明的制推组件立体示意图；
[0056]
图6为本发明的螺旋检测机构的两个不同视角的立体示意图；
[0057]
图7为本发明的螺旋检测机构的第二弹翼和机架展开后的立体示意图；
[0058]
图8为本发明的螺旋检测机构在空中时的运动示意图(本图所示视角为正视图)；
[0059]
图9为本发明的螺旋检测机构在俯视视角下的运动模式示意图；
[0060]
图10为本发明的推动机构在未发射状态下的示意图；
[0061]
附图标记：1、推动机构；101、第一筒体；102、尖锥筒体；103、第二筒体；104、解锁环；1041、第一爆炸螺栓；105、火箭推进器；2、制推组件；201、环形架；202、第一弹翼；3、螺旋检测机构；301、筒架；302、第二爆炸螺栓；303、第二弹翼；304、扫描组件；3041、机架；3042、红外线引导探头；3043、激光雷达发射器；3044、激光引导头。
具体实施方式
[0062]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制；
[0063]
实施例一
[0064]
一种森林火情应急报警判定装置及方法，包括推动机构1；推动机构1由火箭推进器105推动飞行至空中，并分离出两个制推组件2；
[0065]
每个制推组件2在空中制动保持姿态，分离出螺旋检测机构3；
[0066]
螺旋检测机构3在接触大气后作倾斜角的螺旋运动；
[0067]
通过扫描组件304的红外线引导探头3042生成地面目标的红外图像，激光雷达发射器3043发射近红外波段的激光束，激光引导头3044对地面目标照射并接收反光，对火情区域和轮廓进行检测及判定。
[0068]
在本方案中：使用时，在森林区域的周围布置多个本装置；当森林疑似发生火情时，向森林的上空发射本装置；本装置中，推动机构1由火箭推进器105推动飞行至空中并正对于森林上方，随后推动机构1分离出两个制推组件2后，制推组件2在空中制动调整角度并输出一个螺旋检测机构3，螺旋检测机构3在空中沿螺旋形路径匀速下降，在这个过程中，扫描组件304依靠螺旋形路径的形式循环扫描整个森林区域，依靠红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044对疑似起火位置及其火情轮廓方位进行判定，依靠内置的无线收发器发射至后台控制端交由工作人员评判。
[0069]
示例性的：请参阅图10，可在森林的外缘或森林周围的制高点，例如山丘等方式布置如图所示的助推架，通过设计助推架的角度或调节角度，设置推动机构1的起飞方向和角度；根据实际森林的情况及参数，确定推动机构1的飞行高度、位置，并对火箭推进器105加注与之对应的燃油量；在推动机构1飞行的过程中，需要将火箭推进器105的燃油量完全耗尽后再分离出两个制推组件2。
[0070]
在本方案中：该森林火情应急报警判定装置及方法的实施方式包括以下步骤：首先，通过推动机构1将装置发射至空中，其中推动机构1由火箭推进器105推动飞行，接着制推组件2被分离出来。每个制推组件2在空中执行制动动作，以保持稳定的姿态。接下来，螺旋检测机构3从制推组件2中分离出来，在接触大气后开始执行倾斜角的螺旋运动。在此过程中，扫描组件304进行循环扫描，红外线引导探头3042生成地面目标的红外图像，激光雷达发射器3043发射激光束，激光引导头3044对地面目标进行照射和接收反光。
[0071]
具体的：该装置的原理在于通过分阶段的装置部署和运动机制，实现对森林火情的实时监测和判定。推动机构1将装置推进至空中，制推组件2的制动动作保持稳定姿态，使螺旋检测机构3能够在空中以螺旋运动方式下降，覆盖整个火灾区域。扫描组件304结合红外线引导探头3042和激光雷达发射器3043，能够获取地面目标的红外图像和激光信息，通过激光引导头3044接收反光，并借助螺旋下降的运动路径，实现对火情区域和轮廓的高效检测及判定。
[0072]
可以理解的是，在本具体实施方式中：该森林火情应急报警判定装置及方法具备多种功能。首先，通过制推组件2的制动动作，确保装置在空中保持稳定姿态，保证了螺旋检测机构3能够精准地覆盖火灾区域。其次，红外线引导探头3042生成的红外图像和激光雷达发射器3043发射的激光束相结合，能够在火情区域内获取多维度的目标信息，实现对火情的准确判定。此外，装置的循环扫描机制和螺旋下降路径，使其能够高效地覆盖整个森林区域，实现全面的火情监测。最终，装置通过内置的无线收发器将检测到的信息传输至后台控制端，交由工作人员进行评判，提供重要决策支持，以实现对森林火情的及时应急报警判定。
[0073]
在本具体实施方式中，请参阅图1～4：推动机构1包括第一筒体101，第一筒体101的前部和后部分别设有尖锥筒体102和第二筒体103；第二筒体103的内安装有火箭推进器105；同时第二筒体103外设有弹翼，用以进一步优化气动造型；尖锥筒体102与第一筒体101之间、以及第一筒体101之间和第二筒体103之间均通过解锁环104相互固定连接，解锁环104以环形阵列的形式均匀安装有若干个第一爆炸螺栓1041；
[0074]
在本方案中：使用前需要通过解锁环104内置的定时器对第一爆炸螺栓1041进行定时，该时间需要根据实际森林的尺寸换算推动机构1飞行至森林目标上空的时间进行确定，同理，后文中的第二爆炸螺栓302也依靠此原理进行定时并作对应于后文功能的相应延迟，在后文将不再赘述；使用时，当推动机构1飞行至森林目标上空后，尖锥筒体102与第一筒体101之间的第一爆炸螺栓1041先引爆，另一个解锁环104后引爆，将尖锥筒体102、第一筒体101和第二筒体103分离。在第一次引爆时，由于燃气推力会导致尖锥筒体102先行分离，第二次引爆后第一筒体101再分离，依靠燃气推力和摩擦力让第一筒体101内的两个制推组件2滑动分离出第一筒体101，因为上述的两个力的间距，使得两个制推组件2获得了不同的加速时间，进而因为速度差使得两个制推组件2均分离后产生了一定量的间距，依靠这种模式增加本装置的检测广度；随后制推组件2进行后续的作业。
[0075]
在本方案中：推动机构1由多个部分组成。首先，推动机构1包括第一筒体101，该筒体前部和后部分别设有尖锥筒体102和第二筒体103。第二筒体103内安装有火箭推进器105，并在尾部留有通槽用于喷射推进火箭。锥形的尖锥筒体102和外设的弹翼有助于改善整体气动造型，以提高在空中的飞行性能。通过精确的时间控制和分阶段分离的设计，使得装置能够稳定地飞行并在特定时刻分离出各个组件，从而实现高效的森林火情监测与应急报警判定。
[0076]
进一步的，使用定时器对第一爆炸螺栓1041和第二爆炸螺栓302进行定时的过程是通过预先计算和设置引爆时间来实现的。以下是具体的步骤：
[0077]
p1、准备阶段：在实施前，需要对目标森林的尺寸和距离进行测量，以确定推动机构1飞行至森林目标上空所需的时间。这个时间将作为定时器设置的基准。
[0078]
p2、设置定时器：根据测量得到的飞行时间，将定时器设置为在推动机构1飞行至预定位置后的指定时间点引爆第一爆炸螺栓1041，以实现尖锥筒体102的分离。同时，也需要根据设计要求和火情监测策略，设置第二爆炸螺栓302的引爆时间。这个时间通常会考虑第一次引爆后的减速情况和制推组件2的分离，确保在合适的时机引爆，将螺旋检测机构3与环形架201分离。
[0079]
p3、计时和触发：推动机构1在飞行过程中，定时器会根据预设的时间进行计时。一旦定时器计时达到预设的引爆时间，定时器会触发相应的信号，以引爆第一爆炸螺栓1041，分离尖锥筒体102。随后，在合适的时机，定时器会引爆第二爆炸螺栓302，将螺旋检测机构3与环形架201分离。
[0080]
p4、联动操作：这些定时操作需要精确计算和同步，确保分离、扫描和监测等后续步骤的正确顺序和时机。这可以通过控制器或自动化系统来实现，确保装置能够按照预定的计划进行操作。
[0081]
具体的：推动机构的设计旨在实现装置的稳定发射和飞行。尖锥筒体102的锥形设计和弹翼的应用有助于优化气动造型，减少空气阻力，使得推动机构1能够在空中稳定飞
行。火箭推进器105的喷射推进能够为装置提供动力，使其能够快速到达森林目标上空。
[0082]
需要指出的是，在本具体实施方式中：如图2所示，火箭推进器105的具体结构并未示出，仅以黑色区域示意其安装位置；火箭推进器105的具体形式可选择如cn201620350703.1(一种火箭推动器)，或cn201910040991.9(一种电点火绿色单元液体火箭发动机结构)，或cn202310341124.5(一种单组元液体推进剂火箭发动机)所公开的技术及控制方法实施；同时，现有的国内若干家民营火箭公司在市场上销售的小推力低成本火箭推进器也可应用于本技术中作为火箭推进器105；
[0083]
优选的，选用民用cpsrm-r-30a微型固体火箭发动机作为火箭推进器105；
[0084]
优选的，选用民用drsama-op01型小型液体火箭发动机作为火箭推进器105；
[0085]
可以理解的是，在本具体实施方式中：推动机构1的设计旨在实现精确的飞行目标和装置分离，从而实现有效的火情监测。使用前，需要通过解锁环104内置的定时器对第一爆炸螺栓1041进行定时，以确保推动机构1飞行到森林目标上空的特定时间。这样，通过引爆第一爆炸螺栓1041，可以先分离尖锥筒体102，然后引爆另一个解锁环104，进一步分离第一筒体101和第二筒体103。这种分阶段的分离设计可以通过燃气推力和摩擦力的作用，使得两个制推组件2以不同的加速时间滑动分离，从而增加了装置的检测广度。此后，制推组件2可以继续执行后续的作业，如螺旋下降、红外图像获取和激光照射等，实现火情的监测和判定。
[0086]
优选的，第一爆炸螺栓1041和第二爆炸螺栓302可采用如cn202011222972.7(一种爆炸螺栓)、cn201420226491.7(一种爆炸螺栓解锁装置)的爆炸与定时技术实施。
[0087]
在本具体实施方式中，请参阅图4～5：制推组件2包括环形架201，环形架201的内侧壁滑动配合有第一弹翼202，第一弹翼202通过弹簧弹性蓄力于环形架201的内侧壁；环形架201的内侧壁内设有螺旋检测机构3；
[0088]
在制推组件2置于第一筒体101中时，第一弹翼202弹性蓄力并抵顶于环形架201的内侧壁；
[0089]
在制推组件2分离于第一筒体101后，第一弹翼202弹性释放并展开于大气中。
[0090]
在本方案中：当制推组件2分离于第一筒体101后，第一弹翼202瞬间展开，让环形架201保持稳定姿态于大气中继续滑移。制推组件2的设计目的主要是让其所运载的螺旋检测机构3相较于其它的螺旋检测机构3保持一定的间距后再分离，使得每个螺旋检测机构3留有足够的滞空时间和间距，避免多个螺旋检测机构3之间相互干涉。
[0091]
在本方案中：制推组件2的设计主要由环形架201和第一弹翼202构成。环形架201的内侧壁滑动配合有第一弹翼202，后者通过弹簧弹性蓄力于环形架201的内侧壁。环形架201的内侧壁内设有螺旋检测机构3。当制推组件2置于第一筒体101中时，第一弹翼202被弹簧弹性蓄力抵顶于环形架201的内侧壁。
[0092]
具体的：这种设计的原理在于利用弹簧弹性蓄力机制，使得制推组件2在分离后能够稳定地展开和滑移。当制推组件2分离于第一筒体101后，第一弹翼202瞬间释放弹性并展开于大气中。这种展开机制让环形架201能够保持稳定的姿态，在大气中继续滑移。此设计旨在确保所搭载的螺旋检测机构3与其他同类机构保持一定的间距，以避免相互干涉，同时为每个螺旋检测机构3提供足够的滞空时间和间距。
[0093]
可以理解的是，在本具体实施方式中：制推组件2的设计使得装置在分离后能够实
现稳定的展开和滑移。通过弹簧弹性蓄力的作用，第一弹翼202能够迅速展开并保持环形架201的稳定姿态，从而使得螺旋检测机构3能够在一定间距内分离并保持滞空状态。这种机制有助于避免多个螺旋检测机构3之间的相互干涉，保证每个机构都能够充分发挥作用，提高了火情监测的效率和准确性。因此，这种实施方式通过创新的展开设计，为装置的功能性提供了重要支持，确保了火情监测的稳定性和可靠性。
[0094]
在本具体实施方式中，请参阅图5～7：螺旋检测机构3包括筒架301，筒架301通过第二爆炸螺栓302与环形架201的内侧壁固定连接。
[0095]
在本方案中：当环形架201保持稳定姿态于大气中滞空至一段时间，使得每个螺旋检测机构3的间距不至于产生干涉后，第二爆炸螺栓302引爆，将螺旋检测机构3与环形架201分离。
[0096]
在本方案中：螺旋检测机构3由筒架301构成。筒架301通过第二爆炸螺栓302与环形架201的内侧壁固定连接。当环形架201在大气中保持稳定姿态并滞空一段时间后，第二爆炸螺栓302被引爆，从而分离螺旋检测机构3与环形架201。
[0097]
具体的：该设计的原理在于通过第二爆炸螺栓302的引爆，实现螺旋检测机构3与环形架201的分离。在环形架201保持稳定姿态并滞空至一定时间后，第二爆炸螺栓302被触发引爆，产生的爆炸力将筒架301从环形架201上分离，从而实现螺旋检测机构3的独立运动。
[0098]
可以理解的是，在本具体实施方式中：这种实施方式的设计目的在于通过精确的时间控制和爆炸螺栓的作用，实现螺旋检测机构3与环形架201的分离，以避免干涉，并确保每个螺旋检测机构3都能够独立地执行监测任务。当环形架201在大气中滞空一段时间后，第二爆炸螺栓302的引爆将筒架301分离，使螺旋检测机构3得以自由运动。这种设计保证了螺旋检测机构3能够在一定的间距内分离并保持稳定运行，为火情监测提供了更加准确和有效的数据。因此，该实施方式通过独特的分离设计，增强了装置的功能性和监测效果。
[0099]
在本具体实施方式中，请参阅图5～7：筒架301的外表面对称设有与筒架301的轴向相交错的第二弹翼303，第二弹翼303通过九十度销轴铰接配合于筒架301的外表面，九十度销轴铰的外表面套设有扭簧，扭簧弹性蓄力于第二弹翼303与第二弹翼303；
[0100]
在筒架301置于环形架201中时，第二弹翼303抵顶于环形架201的内侧壁；
[0101]
在筒架301分离于环形架201后，第二弹翼303弹性释放，并旋转九十度后展开。
[0102]
在本方案中：在螺旋检测机构3的筒架301分离于筒架301后，迎面气流配合扭簧的作用，将第二弹翼303弹性释放并展开；在第二弹翼303破坏了筒架301的气动布局后，将筒架301减速并控制其转为竖直状态，进而进行后续的扫描检测作业。
[0103]
在本方案中：筒架301的外表面对称地设有第二弹翼303，这些第二弹翼与筒架301的轴向相交错。第二弹翼303通过九十度销轴铰接在筒架301的外表面，九十度销轴铰的外表面套设有扭簧，扭簧弹性蓄力于第二弹翼303之间。
[0104]
具体的：这种设计的原理在于利用九十度销轴铰和扭簧的组合，实现第二弹翼303的稳定展开和控制。当筒架301与环形架201相连时，第二弹翼303被扭簧弹性蓄力，抵顶于环形架201的内侧壁。当筒架301分离于环形架201后，气流的迎面配合扭簧的作用，使得第二弹翼303弹性释放并展开，进而改变装置的姿态和飞行状态。
[0105]
具体的，当螺旋检测机构3的筒架301分离于环形架201后，螺旋检测机构3进入了
自由下降状态。在这个过程中，螺旋检测机构3所受到的迎面气流以及扭簧的作用共同产生了关键的效果，导致第二弹翼303的弹性释放和展开，进而影响筒架301的动态；具体来说，当螺旋检测机构3分离后，筒架301所处的自由下降状态会受到来自下方的空气阻力作用，特别是因为第二弹翼303的展开而导致筒架301的气动布局发生破坏。这些阻力和气动布局的破坏将减缓筒架301的速度，逐渐降低它的下降速率。同时随着筒架301的速度降低，由于第二弹翼303的展开，筒架301将开始受到来自迎面气流的作用。这个气流作用会导致筒架301发生旋转，使得其中轴线与地面或铅垂线呈夹角状。同时，扭簧的作用也会在此过程中发挥作用，帮助筒架301稳定地转向竖直状态。
[0106]
可以理解的是，在本具体实施方式中：这种实施方式的设计旨在通过第二弹翼303的弹性展开和气流的作用，实现装置的稳定姿态和后续的扫描检测作业。第二弹翼303的九十度销轴铰和扭簧机制确保了弹翼能够在分离后迅速释放和展开，而气流的作用则进一步推动了展开过程。一旦第二弹翼303展开后，其对筒架301的气动布局产生了破坏，从而减缓了筒架301的速度，并控制其转为竖直状态。这样，装置能够更稳定地进行后续的扫描检测作业，提高了火情监测的精度和效率。因此，这种实施方式通过创新的弹性展开设计，增强了装置的稳定性和控制能力。
[0107]
进一步的，请参阅图6和7：两个第二弹翼303的尺寸或面积不同。不同面积或尺寸的第二弹翼303在展开后，筒架301的两端受大气作用的不同，致使筒架301的中轴线与地面呈夹角状，进而在大气中以倾斜状的螺旋循环转动的形式匀速缓慢下降。在这个过程中，即可实现上述的扫描组件304依靠螺旋形路径的形式循环扫描整个森林区域。
[0108]
在本方案中：两个第二弹翼303的尺寸或面积被设计为不同。这些不同面积或尺寸的第二弹翼303在展开后，会导致筒架301的两端受到不同的大气作用，进而使得筒架301的中轴线与地面呈夹角状。这种设计会导致装置在大气中以倾斜状的螺旋循环转动的形式匀速缓慢下降。
[0109]
具体的：这种设计的原理在于通过不同尺寸或面积的第二弹翼303，产生不对称的气动作用力，使得装置在下降过程中呈现倾斜的螺旋运动。不同作用力导致的倾斜角度将装置的中轴线与地面之间形成夹角，从而在大气中产生一个旋转的运动。这种运动能够使装置以缓慢的匀速方式在空中下降，实现扫描整个森林区域的目标。
[0110]
具体的，不同面积或尺寸的第二弹翼303在展开后，会产生不同的气流作用。具体来说，面积较大的第二弹翼303会受到更多的气流阻力，而面积较小的则受到相对较少的阻力。这种差异会导致筒架301两端受到不同大小的气流作用，产生一个类似于偏转力矩的效果。这种不同的气流作用会使得筒架301的中轴线与地面之间产生一个夹角，即筒架301在空气中发生倾斜。这是因为气流作用使得筒架301的一个端部受到较大的阻力，而另一个端部受到较小的阻力，从而产生一个绕中心轴的旋转力矩。由于筒架301的倾斜，它在自由下降时会在大气中以螺旋状循环运动的方式匀速缓慢下降。这种螺旋运动是由筒架301的姿态和气流作用共同决定的，使得装置在下降过程中不断旋转并且保持相对稳定的速度和轨迹。
[0111]
进一步的，不同面积或尺寸的第二弹翼303在展开后产生的气流作用差异导致了筒架301的倾斜姿态，从而触发了装置在大气中以螺旋循环转动的方式匀速缓慢下降的运动模式。这种设计使得装置能够在下降过程中覆盖更广泛的地面区域，实现有效的应急火
情监测。
[0112]
具体的，请参阅图8：当第二弹翼303展开时，它会在大气中产生阻力和气动干扰，改变了筒架301的原始气动布局。这会导致筒架301所受的气流分布发生变化，引发气动力的不平衡。这种不平衡的气动力分布会使筒架301的运动状态不再保持水平，而是产生倾斜，由于第二弹翼303产生的气动阻力和气动干扰，筒架301的速度将减缓。同时，筒架301会逐渐倾斜，并且因为气动干扰的影响，开始朝着竖直方向转动。这个转向过程是渐进的，因为第二弹翼303的设计和位置会导致气动力在筒架的不同部位产生不同的影响，最终使得筒架转为竖直状态。一旦筒架301转为竖直状态，它就会如图8所示的姿态在大气中以倾斜状的螺旋循环转动的形式匀速缓慢下降。这个过程的目的是维持筒架301在螺旋下降中的稳定姿态，以实现扫描组件304对整个森林区域的螺旋扫描。
[0113]
可以理解的是，在本具体实施方式中：这种实施方式的设计旨在通过不对称的气动作用力和旋转运动，实现对整个森林区域的高效扫描。由于不同尺寸或面积的第二弹翼303导致的不平衡气动力，装置在下降时会呈现出螺旋循环转动的特点，这使得扫描组件304能够以螺旋形路径的方式循环扫描整个森林区域。这种机制使得装置能够在下降的过程中持续地获取地面目标的红外图像和激光信息，实现对火情区域和轮廓的全面检测与判定。因此，这种实施方式通过创新的下降机制，提高了火情监测的覆盖范围和效率。
[0114]
在本具体实施方式中，请参阅图7：扫描组件304还包括机架3041，机架3041通过棘轮铰轴与筒架301的外表面铰接；
[0115]
机架3041上依次设有红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044。
[0116]
当第二弹翼303弹性释放并展开的同时，机架3041依靠惯性被甩动并依靠棘轮铰轴角度调节展开于机架3041进而锁止，这个过程中，筒架301的摇摆会更加剧烈，随后再根据第二弹翼303的减速，使得筒架301逐渐转为竖立的姿态，使得其中轴线与地面或铅垂线呈夹角状，进而在大气中以倾斜状的螺旋循环转动的形式匀速缓慢下降。同时，机架3041的设计为红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044提供了支撑，进而在后续扫描作业的过程中，红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044的视场轴线与筒架301的轴线平行但不重叠，上述视场的扫描路径呈螺旋旋转的特征，以螺旋路径的形式循环扫描地面。
[0117]
具体的：机架3041的棘轮铰轴连接方式使得机架能够在第二弹翼303弹性释放并展开的同时被甩动，随后通过棘轮铰轴的角度调节进一步展开并锁定。筒架301的摇摆加剧导致机架3041被甩动，然后机架3041通过角度调节自动展开并锁止，从而实现与第二弹翼303展开的同步。
[0118]
进一步的，请参阅图9：图9为本具体实施方式的螺旋检测机构3在俯视视角下的运动模式示意图，其中左上角的图为初始状态；图中的螺旋形线为螺旋检测机构3在空中的螺旋下降的旋转路径在俯视角上的投影示意；其中进一步的：
[0119]
(1)红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044被布置在机架3041上，并且与筒架301的轴线平行但不重叠。这意味着这些探测设备的视场轴线(图中c区所示的四条指示线相互交错后的点的投影线)与筒架的中心轴线保持平行，但它们的视场范围不会重叠，而是稍微错开，从而允许多个探测设备在扫描区域(图中的b区)中互补而不
干扰。
[0120]
(2)螺旋扫描路径：通过将这些探测设备安装在机架3041上，随着筒架301的倾斜和螺旋下降，它们的视场将沿着螺旋路径扫描地面。这意味着这些设备在下降过程中会连续地扫描地面的不同区域(如图9的左上至右上、右上至右下、右下至左下所示)。由于筒架301的倾斜和旋转，每个探测设备的视场会逐渐移动到新的区域，从而实现了对整个森林区域的全面覆盖。
[0121]
螺旋特征的优势：采用螺旋路径的扫描方式具有几个优势。首先，它允许探测设备在下降过程中连续扫描地面，最大程度地增加了地面监测的覆盖范围。其次，螺旋路径的循环性质使得探测设备可以多次扫描同一区域，增加了检测的精确性和可靠性。此外，螺旋路径的扫描方式还能够更好地适应筒架301的运动特性，确保在下降过程中保持稳定的扫描姿态。
[0122]
再进一步的，请继续参阅图9：图中的a区为示例性的森林起火区域，如果扫描区域(图中的b区)在螺旋旋转的过程中与a区重叠，那么扫描视场里呈现的完整起火影响首先会出现在扫描视场的边缘，然后每次出现都会向视场中心移动一点距离(因为筒架301在螺旋旋转并下降)，通过筒架301内置的运算控制器利用上述影像向视场中心移动的这段时间，通过筒架301内置的无线收发器发送影像至后台控制端，同时确定a区的边缘方位及大小，直至a区完全笼盖在b区内，即b区的边缘没有a区的特征，进而以此作为判定数据换算成起火方位、大小、面积等信息，通过筒架301内置的无线收发器发送影像至后台控制端。
[0123]
具体的：运算控制器首先从传感器获取扫描视场中起火影响的数据。这些数据可以包括红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044所捕获的信息。当起火影响出现在扫描视场的边缘时，运算控制器开始记录时间。运算控制器使用记录的时间数据和筒架301的旋转和下降速度来计算起火影响在视场中水平方向上的移动速度。这可以通过简单的距离和时间计算来实现，从而得出起火影响每个时间单位内在水平方向上的移动距离。运算控制器根据计算得出的移动速度，累积计算起火影响在视场中心的水平方向上的移动距离。这个累积的距离可以表示起火影响从边缘到中心的移动距离。算控制器根据累积的移动距离和当前的扫描视场数据，判定起火影响何时从b区的边缘移动到了视场的中心区域。同时，运算控制器会监测起火影响的特征，例如温度变化、光强变化等，以确保边缘的起火影响被准确地识别和检测。一旦运算控制器确认起火影响已经完全笼盖在b区内，即b区的边缘没有a区的特征，运算控制器将累积的移动距离转化为起火区域的方位、大小和面积信息。这可以通过已知的筒架301的运动参数和扫描视场的几何信息来实现。运算控制器将计算得出的起火方位、大小、面积等信息通过筒架301内置的无线收发器发送到后台控制端。后台控制端可以进一步处理这些数据，与其他信息结合，进行火情的应急报警判定和处理。
[0124]
进一步的，关于上述几何信息，其获取需要执行如下步骤：
[0125]
p1、运动参数：首先，需要了解筒架301的运动参数，包括旋转速度、下降速度以及每次扫描的角度范围。这些参数可以通过装置的设计和测试获得。旋转速度和下降速度决定了筒架在大气中的运动轨迹，而扫描的角度范围决定了每次扫描覆盖的地面区域。
[0126]
p2、扫描视场几何信息：扫描视场的几何信息包括扫描视场的宽度、高度和分辨率。这些信息可以根据传感器的规格和性能进行测量或计算得出。
[0127]
p3、移动距离与视场覆盖关系：通过已知的筒架运动参数，可以计算出筒架在每次旋转下降过程中移动的水平距离。结合扫描视场的几何信息，可以计算出每次扫描视场覆盖的地面区域的宽度。通过累积每次扫描视场的宽度，可以确定起火区域在水平方向上的大小。
[0128]
p4、移动距离与时间关系：通过已知的筒架下降速度，可以将累积的移动距离转化为相应的时间。这个时间表示起火区域从扫描视场的边缘移动到了中心。这个时间信息可以用于后续的计算和判定。
[0129]
p5、方位计算：根据累积的移动距离和时间信息，可以计算出起火区域的方位。起火区域的方位可以表示为相对于筒架的旋转角度，或者相对于地面的方位角度。
[0130]
p6、面积计算：起火区域的面积可以通过已知的扫描视场的高度和累积的移动距离计算得出。起火区域的面积可以表示为地面上被扫描覆盖的实际面积。
[0131]
可以理解的是，在本具体实施方式中：机架3041的设计使得红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044得以支撑，并在后续的扫描作业中提供稳定的平台。红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044被安置在机架3041上，且其视场轴线与筒架301的轴线平行但不重叠。这种布置使得扫描组件304的视场呈现出螺旋路径的特征，与装置的倾斜下降运动相结合，实现了地面的循环扫描。红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044的扫描路径在螺旋形式下循环扫描，从而能够在装置缓慢下降的同时，对地面目标进行连续且全面的扫描监测。这种设计大大提高了火情监测的精度和效率，确保装置能够及时准确地捕捉火情区域的信息。
[0132]
具体的，红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044是森林火情应急报警判定装置中关键的传感器组件，它们在检测、定位和判定火情时发挥着重要作用。下面将进一步介绍它们的原理和应用目的：
[0133]
(1)红外线引导探头3042：红外线引导探头3042利用红外辐射，可以感测到目标物体发出的红外辐射，将其转化为电信号，进而生成红外图像。在火情检测中，红外线引导探头3042可以探测火灾所产生的高温区域，因为火灾会释放大量的红外辐射。红外线引导探头3042用于捕捉火情区域的热能分布，从而准确地定位火源位置和火势严重程度。它可以快速识别火灾爆发的区域，为应急响应提供重要的信息。
[0134]
具体的，红外线引导探头3042的型号为mik-as-10；
[0135]
(2)激光雷达发射器3043：激光雷达发射器3043利用激光束发射和回波的时间差来计算目标物体的距离，从而生成三维空间点云数据。激光雷达可以高精度地测量物体的位置和形状。激光雷达发射器3043用于获取火灾区域的地面地形和障碍物分布情况。通过分析激光扫描数据，可以绘制出地面的高程图和物体的分布情况，帮助识别火灾扩散的路径和障碍物情况，为灭火作业提供路径规划和环境评估信息。
[0136]
具体的，激光雷达发射器3043的型号为velodyne vlp-16；
[0137]
(3)激光引导头3044：激光引导头3044利用激光束来照射目标物体，并接收目标物体反射回来的光信号，通过计算激光的传播时间来测量目标物体与传感器之间的距离。激光引导头3044主要用于定位和跟踪火源，可以准确地测量火源的位置和移动速度。它可以迅速捕捉火灾的变化，帮助指导灭火行动的调度和决策。
[0138]
具体的，激光引导头3044的型号为gklms-8000s。
[0139]
总结性的，本具体实施方式采用如下技术手段或特征实现了对传统无人机形式的预警检测及评估判定的缺陷进行了解决：
[0140]
(1)速度限制：传统无人机往往受到空气动力学和机械结构的限制，其飞行速度有一定的上限。而本技术中，推动机构1通过火箭推进器105的强大推力，能够迅速将装置飞行至森林目标上空，实现了快速响应和飞行速度的突破。这种推进方式有效地克服了传统无人机在紧急预警情况下可能面临的速度限制。
[0141]
(2)滞空性限制：传统无人机通常依赖电池供电，因此滞空时间有限。而本技术中，制推组件2分离后展开的第一弹翼202能够稳定装置在大气中滑动，从而实现了相对较长时间的滞空。这种设计增加了装置的滞空性能，使其能够更长时间地进行火情监测，有效延长了应急响应时间。
[0142]
(3)火线跟踪困难：在传统无人机中，跟踪火线并准确判定火情区域往往具有挑战性，尤其是在复杂的森林环境中。本技术通过采用螺旋循环下降的方式，使得装置能够在空中匀速旋转并覆盖广泛的地面区域。这种特殊的运动模式使得红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044能够以螺旋路径的形式循环扫描整个森林区域，从而有效跟踪火线，提供更准确的火情判定。
[0143]
(4)覆盖面积受限：由于传统无人机的飞行范围和滞空时间有限，其能够覆盖的地面面积也受到限制。而本技术中，螺旋循环下降的运动模式使得装置能够在空中以广泛的范围进行扫描，从而实现了更大范围的地面覆盖。这种设计有效解决了传统无人机在应急预警中面临的覆盖面积受限问题。
[0144]
以上所述具体实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述具体实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0145]
实施例二
[0146]
一种森林火情应急报警判定方法：实施如下步骤：
[0147]
s1、使用前的准备与布置：在这一步骤中，首先需要根据实际森林的尺寸，计算推动机构1飞行至森林目标上空所需的时间。这个时间计算将确定第一爆炸螺栓1041和第二爆炸螺栓302的引爆时刻，以确保装置的逐步分离和下降是在预定的时间点发生的。其中包括：
[0148]
s1.1、测量实际森林尺寸：在这一步骤中，首先需要进行对目标森林区域的尺寸测量。可采用卫星遥感数据、地面测量或其他测绘方法，以获取森林区域的准确尺寸。
[0149]
s1.2、计算飞行时间：根据所测得的森林尺寸，结合推动机构1的性能参数，计算推动机构1飞行至森林目标上空所需的时间。这个时间计算将考虑飞行速度、飞行距离等因素，以确保推动机构1能够准确飞行到目标位置。
[0150]
s1.3、确定引爆时刻：在计算得出飞行时间后，根据装置设计和安全性要求，确定第一爆炸螺栓1041和第二爆炸螺栓302的引爆时刻。这个时刻应该在推动机构1飞行至目标上空后的适当时间内，以确保装置分离和下降发生在合适的位置和时间。
[0151]
s1.4、预置定时器：根据计算得出的引爆时刻，预先设置装置内部的定时器，使其能够在指定的时间点触发引爆。这样，一旦推动机构1飞行到预定位置，定时器将自动触发引爆装置的相应爆炸螺栓，实现装置的逐步分离和下降。
[0152]
s1.5、完成上述步骤后，可将本装置精制。当森林疑似发生火情时，可立即启动本装置执行下述的s2～s5；
[0153]
s2、飞行：推动机构1开始飞行，并定位至森林的上空，准备进行应急火情监测。其中包括：
[0154]
s2.1、点火启动：在这一步骤中，首先需要进行推动机构1的点火启动。点火启动可以通过火箭推进器105等推动机构的点火装置完成，确保推动机构1开始产生推力。
[0155]
s2.2、起飞和上升：一旦点火启动，推动机构1将开始产生推力并逐渐上升。推动机构1会根据设计的飞行轨迹或路径，以一定的速度和方向向着目标森林的上空飞行。
[0156]
s2.3(可选)、导航与定位：在飞行过程中，推动机构1会通过内置的导航系统和传感器对自身位置进行实时监测和定位。这些导航系统优选采用现有的惯性导航系统(如hguide n580)、全球定位系统(gps)等，以确保推动机构1能够精确地定位到目标森林的上空区域。可以理解的是，即使不选用该步骤，使用如s1的步骤也已经预先设置了推动机构1的飞行位置、高度及起爆和后续作业的时间，也不会影响后续s3的实施。
[0157]
s2.4(如选用s2.3，则实施该步骤)、高度调整：推动机构1需要根据预定的飞行高度进行适时的高度调整，以确保达到目标飞行高度并保持稳定的飞行状态。
[0158]
s2.5、目标上空：推动机构1将飞行至预定的目标位置，即森林的上空。一旦达到目标位置，推动机构1将进入待命状态，准备进行下一步操作，即逐步分离和下降。
[0159]
s3、引爆和分离：在这一步骤中，首先引爆第一爆炸螺栓1041，使尖锥筒体102与第一筒体101分离，然后引爆解锁环104，将尖锥筒体102、第一筒体101和第二筒体103分离。这个过程中，尖锥筒体102由于燃气推力率先分离，随后第一筒体101分离，并通过燃气推力和摩擦力使内部的两个制推组件2滑动分离出第一筒体101。其中包括：
[0160]
s3.1、引爆第一爆炸螺栓1041：在这一步骤中，首先通过装置内部的定时器或控制系统，准确地触发引爆第一爆炸螺栓1041。该爆炸螺栓的引爆会产生燃气推力，作用在尖锥筒体102上，导致尖锥筒体102开始分离。
[0161]
s3.2、尖锥筒体102分离：由于引爆产生的燃气推力，尖锥筒体102将率先分离出装置，向前方飞出。这个分离过程将在瞬间完成，为后续步骤创造条件。
[0162]
s3.3、引爆解锁环104：接着，根据预定的时间点，触发引爆解锁环104。解锁环104的引爆会导致封锁第一筒体101与第二筒体103的连接，从而准备分离这两部分。
[0163]
s3.4、第一筒体101分离：在解锁环104引爆并解体后，第一筒体101将分离出装置，通过燃气推力和摩擦力推动。由于第一筒体101的分离速度较尖锥筒体102慢，所以在引爆第一爆炸螺栓1041后，尖锥筒体102已经飞出一段距离。
[0164]
s3.5、制推组件2滑动分离：由于第一筒体101的分离，内部的两个制推组件2将开始滑动分离出第一筒体101。这个过程是由燃气推力和摩擦力共同作用引起的，两个制推组件2将逐渐滑离第一筒体101，准备进入后续的滞空和工作阶段。
[0165]
s4、滞空：分离的制推组件2引发第一弹翼202瞬间展开，使环形架201在大气中维持稳定姿态并继续滑动。其中包括：
[0166]
s4.1、制推组件2分离引发第一弹翼202展开：在制推组件2分离于第一筒体101后，此时第一弹翼202的弹性将得到释放，从而迅速展开。这个展开过程是由弹簧弹性作用引起的，使第一弹翼202以弓状展开，并与环形架201的内侧壁接触。
[0167]
s4.2、环形架201保持稳定姿态并继续滑动：由于第一弹翼202的展开，环形架201将在大气中保持稳定的姿态。其设计使得第一弹翼202的展开对装置整体气动布局产生影响，从而维持稳定的滑动轨迹。这种稳定姿态有助于确保后续的扫描作业可以按照预定的路径进行。
[0168]
s4.3、环形架201的滑动：在第一弹翼202展开的情况下，环形架201将继续在大气中滑动。由于展开的第一弹翼202的存在，装置的气动特性会发生变化，从而影响环形架201的滑行速度和轨迹。这种滑行过程是在空气阻力和引力的综合作用下进行的。
[0169]
s5、引爆螺栓：引爆第二爆炸螺栓302，将螺旋检测机构3与环形架201分离。
[0170]
s5.1、准备引爆：在环形架201稳定滑行至一段时间后，使得各螺旋检测机构3的间距不至于干涉。此时，通过预先设置的定时器，准确计时，以确保引爆时机。
[0171]
s5.2、引爆第二爆炸螺栓302：一旦计时器触发，控制系统将发出信号以引爆第二爆炸螺栓302。该螺栓连接着螺旋检测机构3与环形架201的内侧壁。引爆螺栓会产生足够的力量来分离螺旋检测机构3与环形架201的连接，从而将其分离出来。
[0172]
s5.3、螺旋检测机构3分离：由于引爆螺栓的作用，螺旋检测机构3与环形架201之间的连接被破坏，导致螺旋检测机构3从环形架201上分离出来。这个过程确保了螺旋检测机构3能够独立地进入下一阶段的任务执行。
[0173]
s6、螺旋制动和扫描：由于不同面积或尺寸的第二弹翼303的作用，筒架301的两端受大气作用不同，导致装置在大气中以倾斜状的螺旋循环转动的形式匀速缓慢下降。同时，红外线引导探头3042、激光雷达发射器3043和激光引导头3044被设计成平行但不重叠于筒架301的轴线，以螺旋路径的形式循环扫描地面。此外，机架3041在第二弹翼303展开时被甩动并调整展开角度，随后锁止，导致筒架301逐渐竖立，使得装置能够在下降过程中稳定地扫描地面目标，随后请参阅图9：
[0174]
s6.1、相对运动：在装置的操作中，筒架301以螺旋状匀速缓慢下降，而扫描区域b区则随着筒架的旋转逐渐覆盖森林地面。当扫描区域b区的边缘开始与a区(起火区域)重叠时，起火影响首先会出现在扫描视场的边缘。
[0175]
s6.2、影像移动和捕捉：随着筒架301的继续旋转和下降，每次起火影响出现都会向扫描视场中心移动一点距离。这是因为筒架301的运动导致了扫描视场在水平方向的移动。在此过程中，筒架301内置的运算控制器会监测并记录起火影响从边缘向中心移动的时间。
[0176]
s6.3、判定和数据处理：运算控制器使用记录的移动时间以及筒架301的旋转和下降速度，通过计算来推断扫描视场内的完整起火影响在何时移动至视场中心。一旦完整起火影响移至视场中心，运算控制器会触发相应的操作，包括将收集到的影像数据传输到后台控制端。
[0177]
s6.4、数据传输和分析：通过筒架301内置的无线收发器，捕获到的影像数据会发送到后台控制端。后台控制端会根据收到的数据进行分析，确定起火区域a区的边缘方位、大小和特征。一旦确定a区的边缘没有在b区内出现，即b区的边缘没有a区的特征，系统就会将这一时刻作为起火影响完全覆盖b区的时刻。
[0178]
s6.5、判定数据计算：通过捕捉到的时间数据和起火影响的移动速度，系统可以计算出起火影响的方位、大小、面积等信息。这些信息可以进一步用于火情应急报警的判定和
处理。
[0179]
以上所述具体实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述具体实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

技术特征：
1.一种森林火情应急报警判定装置及方法，其特征在于，包括推动机构(1)；所述推动机构(1)由火箭推进器(105)推动飞行至空中，并分离出至少两个制推组件(2)；每个所述制推组件(2)在空中制动保持姿态，分离出螺旋检测机构(3)；所述螺旋检测机构(3)在接触大气后作倾斜角的螺旋运动；通过扫描组件(304)的红外线引导探头(3042)生成地面目标的红外图像，激光雷达发射器(3043)发射近红外波段的激光束，激光引导头(3044)对地面目标照射并接收反光，对火情区域和轮廓进行检测。2.根据权利要求1所述的森林火情应急报警判定装置，其特征在于：所述推动机构(1)包括第一筒体(101)，所述第一筒体(101)的前部和后部分别设有尖锥筒体(102)和第二筒体(103)；所述第二筒体(103)的内安装有所述火箭推进器(105)；所述尖锥筒体(102)与所述第一筒体(101)之间、以及所述第一筒体(101)之间和所述第二筒体(103)之间均通过解锁环(104)相互固定连接，所述解锁环(104)以环形阵列的形式均匀安装有若干个第一爆炸螺栓(1041)。3.根据权利要求2所述的森林火情应急报警判定装置，其特征在于：所述制推组件(2)包括环形架(201)，所述环形架(201)的内侧壁滑动配合有第一弹翼(202)，所述第一弹翼(202)通过弹簧弹性蓄力于所述环形架(201)的内侧壁；所述环形架(201)的内侧壁内设有所述螺旋检测机构(3)；在所述制推组件(2)置于所述第一筒体(101)中时，所述第一弹翼(202)弹性蓄力并抵顶于所述环形架(201)的内侧壁；在所述制推组件(2)分离于所述第一筒体(101)后，所述第一弹翼(202)弹性释放并展开于大气中。4.根据权利要求3所述的森林火情应急报警判定装置，其特征在于：所述螺旋检测机构(3)包括筒架(301)，所述筒架(301)通过第二爆炸螺栓(302)与所述环形架(201)的内侧壁固定连接。5.根据权利要求4所述的森林火情应急报警判定装置，其特征在于：所述筒架(301)的外表面对称设有与所述筒架(301)的轴向相交错的第二弹翼(303)，所述第二弹翼(303)通过九十度销轴铰接配合于所述筒架(301)的外表面，所述九十度销轴铰的外表面套设有扭簧，所述扭簧弹性蓄力于所述第二弹翼(303)与所述第二弹翼(303)；在所述筒架(301)置于所述环形架(201)中时，所述第二弹翼(303)抵顶于所述环形架(201)的内侧壁；在所述筒架(301)分离于所述环形架(201)后，所述第二弹翼(303)弹性释放，并旋转九十度后展开。6.根据权利要求5所述的森林火情应急报警判定装置，其特征在于：两个所述第二弹翼(303)的尺寸或面积不同。7.根据权利要求6所述的森林火情应急报警判定装置，其特征在于：所述扫描组件(304)还包括机架(3041)，所述机架(3041)通过棘轮铰轴与所述筒架(301)的外表面铰接；所述机架(3041)上依次设有所述红外线引导探头(3042)、所述激光雷达发射器(3043)和所述激光引导头(3044)。
8.一种森林火情应急报警判定方法，其特征在于：采用如权利要求1～7所述的森林火情应急报警判定装置实施如下步骤：s1、准备：实际森林的尺寸换算推动机构(1)飞行至森林目标上空的时间，换算确定所述第一爆炸螺栓(1041)和所述第二爆炸螺栓(302)的引爆时间；s2、飞行：所述推动机构(1)飞行至森林上空；s3、所述第一爆炸螺栓(1041)引爆：所述尖锥筒体(102)与所述第一筒体(101)之间的第一爆炸螺栓(1041)先引爆，另一个解锁环(104)后引爆，将所述尖锥筒体(102)、所述第一筒体(101)和所述第二筒体(103)分离；s4、滞空：所述制推组件(2)分离于所述第一筒体(101)后，所述第一弹翼(202)展开，让所述环形架(201)保持稳定姿态于大气中继续滑移；s5、所述第二爆炸螺栓(302)引爆：所述第二爆炸螺栓(302)引爆，将所述螺旋检测机构(3)与所述环形架(201)分离；s6、螺旋制动：不同面积或尺寸的所述第二弹翼(303)在展开后，所述筒架(301)的两端受大气作用的不同，使所述筒架(301)的中轴线与地面呈夹角状，进而在大气中以倾斜状的螺旋循环转动的形式匀速缓慢下降；s6、螺旋扫描：所述红外线引导探头(3042)、所述激光雷达发射器(3043)和所述激光引导头(3044)的视场轴线与所述筒架(301)的轴线平行但不重叠，上述视场的扫描路径呈螺旋旋转的特征，以螺旋路径的形式循环扫描地面。9.根据权利要求8所述的森林火情应急报警判定方法，其特征在于：在所述s3中：在第一次引爆时，通过燃气推力将所述尖锥筒体(102)先行分离，第二次引爆后所述第一筒体(101)再分离，依靠燃气推力和摩擦力让所述第一筒体(101)内的两个所述制推组件(2)滑动分离出所述第一筒体(101)。10.根据权利要求8所述的森林火情应急报警判定方法，其特征在于：在所述s6中：当所述第二弹翼(303)弹性释放并展开的同时，所述机架(3041)依靠惯性被甩动并依靠棘轮铰轴角度调节展开于所述机架(3041)进而锁止，根据所述第二弹翼(303)的减速，使得所述筒架(301)转为竖立的姿态，使得其中轴线与地面或铅垂线呈夹角状。

技术总结
本发明公开了一种森林火情应急报警判定装置及方法；包括推动机构；所述推动机构由火箭推进器推动飞行至空中，并分离出至少两个制推组件；每个所述制推组件在空中制动保持姿态，分离出螺旋检测机构；所述螺旋检测机构在接触大气后作倾斜角的螺旋运动；通过扫描组件的红外线引导探头生成地面目标的红外图像；通过螺旋下降和地面扫描的方式，本发明的技术能够实现对整个森林区域的循环扫描，从而实现更广泛、更精确的火情监测。本发明的技术通过提前计算引爆时间、自动分离装置和调整机架角度等步骤，实现了自动化的应急响应。这种自动化能够在火情发生时迅速部署装置，缩短了响应时间，提高了火情应对的效率。提高了火情应对的效率。提高了火情应对的效率。


技术研发人员：赵露
受保护的技术使用者：江苏点创信息科技有限公司
技术研发日：2023.08.09
技术公布日：2023/10/11