快速的经济发展促进了城市化进程,各种高大空间场合与日俱增,在享受其带来便利的同时,也同样面临着一个新的问题——高大空间场合火灾检测问题。近年来,国内的高大空间场合火灾案例频发,国外火灾情况也是愈演愈烈,为保障人类生命财产安全,解决高大空间火灾问题具有重大意义。本文综合现有四旋翼飞行器及机器视觉理论一些优点,提出了一种基于视觉四旋翼飞行器火灾检测系统,它将摄像机携带至空中,通过获取的图像信息进行火灾检测,然后利用机器视觉部分仿真控制飞行器对重点区域环绕飞行检测火灾。本文的主要研究内容如下:1.研究背景与意义。阐述本课题的来源及研究目的与意义,以及基于视觉四旋翼飞行器火灾检测的国内外发展现状,并简单介绍本文研究的主要内容。2.火灾检测四旋翼飞行器系统整体设计。对火灾检测飞行器系统进行了总体设计,设计了其功能及组成结构,并阐述了其工作原理与工作过程,之后参照现有机型参数研究了飞行器动力学模型,为视觉控制奠定理论基础。3.对火灾的图像特征进行分析。本章提出了改进Vibe算法和分水岭算法对提取烟雾运动目标算法,证明了所提出改进算法对于后期火灾检测改善效果明显,然后分别描述了本文对于火灾检测两部分火焰和烟雾研究内容,还提出了轮廓不规则算法,分别设计了两种检测算法工作流程。4.视觉控制部分研究。考虑到四旋翼飞行器重点防火区域环绕飞行工作要求,首先研究基于角点检测特征配准及单应性矩阵位姿求解,然后研究简单飞行器控制仿真部分,最后重点研究视觉控制飞行器环绕飞行Simulink仿真模型。5.实验的相关内容。利用四旋翼飞行器完成空中飞行试验,证明了四旋翼飞行器的飞行原理,火灾验证试验证明了火灾检测算法的有效性和稳定性,为以后更深入的研究提供依据。