[發明專利]自主式無人感知系統與自主移動感知終端及其工作方法

有效

• 申請號: 201310449799.8
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103471658A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 趙小川;胡江;錢毅;李陳;張敏
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業計算機應用技術研究所
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京英特普羅知識產權代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅;郭少晶

技術領域

本發明涉及一種感知突發事件發生地點周圍全方位的信息的感知終端，尤其涉及一種自主式無人感知終端，具有該自主式無人感知終端的自主式無人感知系統，及該自主式無人感知終端的工作方法，該工作方法主要涉及傳感信息的信息融合方法。

背景技術

當今，各類突發事件對社會的穩定和人民生命的安全構成了極大的威脅，因此，大力發展面向突發事件的應急裝備對打擊恐怖性突發事件、維護社會穩定的意義重大。特別是“如何快速、有效地獲取事件突發時的環境信息，為警務人員和士兵提供決策依據，從而減少人員傷亡”已經成為公共安全領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種可移動的，可準確感知有突發事件發生的目標區域的環境信息的自主移動感知終端。

本發明采用的技術方案為：一種自主移動感知終端，包括從上至下順次布置的上部殼體、下部殼體和底蓋，擾動電機、方向驅動輪和與方向驅動輪一一對應配置的舵機，以及感知傳感單元，其中，所述上部殼體、下部殼體和底蓋的外表面均為回轉體，且拼接為球面；各方向驅動輪安裝于所述下部殼體的底部，并通過下部殼體的底壁外露，各舵機安裝于下部殼體中，舵機的輸出軸和與各自相對應的方向驅動輪的轉軸連接，所述擾動電機安裝于設置在下部殼體中的安裝架上，所述擾動電機的輸出軸與上部殼體的內壁固定連接，以帶動上部殼體在下部殼體上繞自身的回轉軸轉動；所述底蓋虛掩地與下部殼體相貼合，使所述方向驅動輪通過底壁外露的部分置于所述底蓋中；

所述感知傳感單元包括可見光傳感器、紅外線傳感器、生命探測儀和超聲波傳感器，所述可見光傳感器和紅外線傳感器安裝于所述上部殼體上；所述生命探測儀和超聲波傳感器安裝于所述下部殼體上，且間隔布置；以及，

所述自主移動感知終端還包括設置于下部殼體內的主控單元，所述主控單元與感知傳感單元、舵機和擾動電機通訊連接，以控制感知傳感單元的開啟、方向驅動輪的運動及上部殼體的轉動，所述主控單元接收感知傳感單元輸出的傳感信息，并對傳感信息進行信息融合。

優選的是，所述自主移動感知終端包括四個呈方形分布的方向驅動輪。

本發明的另一個目的是提供一種自主式無人感知系統，其包括上述自主移動感知終端和用于發射所述自主移動感知終端的氣動發射裝置，以通過氣動發射裝置將自主移動感知終端發射至目標區域附近區域。

本發明的第三個目的是提供一種傳感信息的信息融合方法，以準確地感知目標區域的環境信息。

本發明采用的技術方案為：以上自主移動感知終端的工作方法包括如下步驟：

步驟1：所述主控單元開啟生命探測儀，主控單元在獲知生命探測儀感測到有生命體存在時，通過舵機驅動方向驅動輪，使自主移動感知終端朝向具有生命體的目標區域移動；

步驟2：所述主控單元在自主移動感知終端朝向目標區域移動的過程中，開啟各超聲波傳感器，以探測沿途的障礙物并通過舵機驅動方向驅動輪進行避障；

步驟3：所述主控單元在自主移動感知終端到達目標區域時，開啟可見光傳感器和紅外線傳感器，以分別采集目標區域的可見光圖像和紅外圖像；

步驟4：所述主控單元對包括可見光圖像、紅外圖像、超聲波傳感器感測到的距離信息和生命探測儀感測到的生命信息在內的傳感信息進行信息融合；

其中，進行信息融合的方法為：

步驟41：將可見光圖像和紅外圖像進行配準，使兩幅圖像大小相同，記為經配準可見光圖像和經配準紅外圖像；

步驟42：將經配準可見光圖像和經配準紅外圖像分別輸入至分頻濾波器進行分頻，得到經配準可見光圖像的可見光高頻分量I_H，可見光低頻分量I_L，經配準紅外圖像的紅外高頻分量P_H，紅外低頻分量P_L；

步驟43：構造二維圖像紋理檢測模板矩陣R，將所述二維圖像紋理檢測模板矩陣分別與和可見光高頻分量、可見光低頻分量、紅外高頻分量和紅外低頻分量一一對應的四幅圖像進行相關運算，得出四幅圖像中每個像素值的紋理復雜度系數R_IH、R_IL、R_PH、R_PL；

步驟44：按照如下規則進行信息融合，設信息融合后圖像的高頻系數為H，低頻系數為L；