随着智慧城市、水下物联网、车联网、军事物联网、空天地一体网络等物联网应用的兴起,均需充分借助无人机技术有效获取和传递相关数据信息,包括地理空间信息、传感数据信息、指控信息等,从而进一步推动包括云计算、大数据、人工智能等在内的其他物联网增值服务。物联网无人机应用将对物联网未来的发展具有极其重要的意义。


一场野火席卷整个地区并造成严重破坏的速度无非令人敬畏和恐惧。尽早发现这些事件对于消防管理工作至关重要。


物联网无人机应用已经由过去单一的服务(如包裹投递、电力线路监控等)发展至无人机集群协同完成的诸多物联网增值业务(如城市污染监控、地质灾害的防治、军事“蜂群”无人机技术等),可以完成单一无人机因能量和计算资源受限等无法完成的物联网任务。


当前,偏远地区的早期火灾探测通常是通过卫星完成的,但是这种方法可能会受到云层覆盖的阻碍。更重要的是,一旦燃烧区域的平均捕获量达到18.4 km 2(7.1平方英里),即使是最先进的卫星系统也能检测到火灾。


为了更早地发现野火,一些研究人员提出了一种新颖的解决方案,该解决方案利用物联网(IoT)传感器网络和无人驾驶飞机或无人飞行器(UAV)的网络。


研究人员通过模拟对他们的方法进行了测试,该方法在5月5日发表在IEEE Internet of Things Journal上的一项研究中进行了描述,发现该方法可以检测到大小仅为2.5 km 2(不到一平方英里)的火灾,并且具有近乎完美的准确性。


物联网无人机,可以检测到大小仅为一平方英里的火灾


他们的想法是及时的,因为气候变化正在推动世界许多地区的野火增加,最近在加利福尼亚和澳大利亚看到的情况。


在过去的几年中,全球范围内的野火数量,频率和严重性急剧增加,对各国的经济,生态系统和社区产生了重大影响。野火管理提出了一个关键挑战,即早期火灾探测是关键,”参与该研究的阿布扎比技术创新研究所自主机器人研究中心高级研究员Osama Bushnaq强调说。


Bushnaq和他的同事提出的方法涉及一个物联网传感器网络,该网络散布在各个相关区域,例如国家公园或社区附近的森林。如果发生火灾,部署在该地区的物联网设备将对其进行检测,并等待巡逻的无人机到达传输范围以内报告其测量结果。如果无人机收到物联网设备的多次肯定检测,它将通知附近的消防部门野火已经得到验证。


物联网无人机,可以检测到大小仅为一平方英里的火灾


研究人员根据成本和功能评估了许多不同的无人机和物联网传感器,以确定最佳组合。接下来,他们通过仿真测试了他们的UAV-IoT方法,其中18架无人机巡逻了400平方公里的森林,每平方公里包含420个IoT传感器。该系统可以检测到覆盖2.5 km 2的火灾,准确率超过99%。对于覆盖0.5 km 2的小火,该方法产生了69%的精度。


这些结果表明,如果存在最佳数量的UAV和IoT设备,则与卫星成像相比,可以在更短的时间内检测到野火。但是布什纳克承认这种方法有其局限性。UAV-IoT网络只能覆盖相对较小的区域。因此,UAV-IoT网络将特别适合在高风险地区进行野火检测。


由于这些原因,研究人员提议将UAV-IoT方法与卫星成像一起使用,后者可以覆盖广阔的区域,但野火检测速度和可靠性较低。


展望未来,该团队计划探索进一步改进此方法的方法,例如,通过优化无人机的航迹或解决与无人机电池寿命相关的问题。


Bushnaq设想了这种具有广泛应用的UAV-IoT系统。尽管该系统是专为野火探测而设计的,但它可用于监视不同的森林参数,例如风速、水分含量或温度估算。


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