[發明專利]基于紅外探測器的球狀傳感器、監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 201910220672.6
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN109991672B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 柯峰;彭陶峰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01V8/12
• 分類號: G01V8/12;G01S17/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳宏升

1.基于紅外探測器的監測系統，其特征在于：包括球狀傳感器、偵測平臺、通信模塊、監控客戶端；

所述球狀傳感器包括球狀殼體、固定底座、紅外接收一體化裝置、可伸縮實心桿、支撐紅外探測主體的平板支架、運動部件、主控制器和供電電源；其中，

固定底座置于球狀殼體的腔內底部，高度不高于球狀殼體的半徑且該固定底座下沿為曲面，緊貼球狀殼體；在所述固定底座中心位置設置一個孔，用于放置一根可旋轉的可伸縮實心桿，可伸縮實心桿用于支撐紅外探測主體，且可調節長度大于或等于為球體直徑；可伸縮實心桿的動作由主控制器控制；

平板支架與可伸縮實心桿頂部銜接，平板支架平面面積大小為紅外探測主體的截面積大小，平板支架橫向、豎向四邊的中點處均設置一個抓手，抓手用于固定紅外探測器；

紅外接收一體化裝置包括紅外遙控一體化接收頭；

在球狀殼體的腔體上方有一窗口，便于紅外探測球體工作，位置為對應固定底座正上方，窗口大小不超過平板支架橫截面大小；同時在窗口一側設置有一旋鈕，該旋鈕作用是控制窗口開啟或關閉，在需要進行紅外探測時開啟，否則關閉，以防液體進入損毀電路內部結構；

運動部件包括位于固定底座的4個小輪，小輪通過支架連接匯于一端，在需要用到時4小輪做下降動作，運動部件的動作由主控制器控制；

主控制器采用MSP432；

球狀殼體的腔體內設置有可充電式供電電源，與主控制器、伸縮桿、平板支架、旋鈕、運動部件相連，以保證球體探測器正常工作，也能夠使球體行動方便；

其中

偵測平臺包括數據處理器，處理來自球狀傳感器采集到的圖片/視頻信息,經圖像模塊上傳至監控客戶端，同時接收來自監控客戶端的請求；

初次掃描后的圖像經數據圖像處理后傳輸至工作人員控制端，工作人員根據需要發出自動對焦指令，偵測平臺收到自動對焦指令后，向主控制器發出位置給定信號，從而控制球體運動部件，到位后將回執信號發往偵測平臺，開始圖像實時采集，提取圖像邊緣信號，并根據圖像邊緣特性來評價圖像的清晰程度，即完成紅外圖像特性分析，后將紅外圖像的特性指標和位置信息存儲在偵測平臺中的存儲器中，完成第一次運算，主控制器在全范圍內對各點進行運算及存儲；最后主控制器根據存儲器中內各點的特性指標，判定最優位置，控制運動部件；

通信模塊采用WiFi或4G進行通信；

工作人員下載并下載監控APP/客戶端，打開并注冊賬號登陸；球狀傳感器將采集到的圖像將傳輸至監控客戶端，最終顯示出來，方便工作人員查看。

2.根據權利要求1所述基于紅外探測器的監測系統，其特征在于：還包括預警裝置，當確認有意外或險情發生，偵測平臺將信息傳輸至監控客戶端上顯示的傳回的畫面中在險情位置不斷發出閃爍信號；所述預警裝置采取圖像模式識別對其進行判斷，將采集到的紅外圖像進行圖像濾波灰度變換的預處理操作，后將獲取到的圖像進行處理和分析計算，根據意外或災害發生的特征從而判斷是否發生意外或災害；若判斷是，便在圖像中險情位置不斷發出紅色閃爍信號；其中圖像探測的基本原理是根據意外災害的圖像特點來計算分析比較，判定是否存在意外情況：首先確定某一意外情況各種不同的特點為一系列判別條件，將視頻圖像中各像素經比較后將判定不是電纜故障逐一剔除；每個判別條件描述了電纜故障在某一方面的不同之處，根據每個判別條件都能找到能確定判別出非電纜故障的像素；只有當經過所有判別條件的刪除圖像后，沒有任何像素保留，即可確保不存在電纜故障；反之，經過多次比較判別，仍存有像素，則認為剩下的像素代表電纜故障。

3.根據權利要求1所述基于紅外探測器的監測系統，其特征在于：所述球狀殼體設置有拓展接口。

4.基于紅外探測器的監測方法，其特征在于，包含以下順序的步驟：

S1:當需要進行紅外探測時，工作人員發送命令給主控制器，主控制器分發指令給運動部件、可伸縮可旋轉桿、旋鈕、平板支架；首先可伸縮可旋轉桿螺旋上升，當上升高度大于球體直徑與紅外探測器長之和即可停止上升，停止上升后仍以一定速度保持旋轉狀態，完成全方位地探測，同時主控制器控制支撐平板，完成旋轉動作，即能夠保持紅外探測實現全訪位探測；而后將視頻圖像信息經偵測平臺數據處理、信息分析后傳輸至監控端；

S2:當工作人員需進一步勘測某一物體時，球狀傳感器將球狀傳感器的位置信息反饋至主控制器，主控制器控制運動部件，致成小球運動至目標位置0.6m范圍內，同時視頻圖像經偵測平臺傳輸至監控端；

S3:工作人員發出對焦指令時，偵測平臺將視頻圖像數據進行分析、處理，球狀傳感器將位置信息經主控制單元反饋給偵測平臺，偵測平臺將圖像數據分析結果傳給主控制器，主控制器控制平板支架從而控制紅外探測單元運動，同時控制運動部件影響小球運動；同時實時采集視頻傳輸視頻；

S4:偵測平臺將經處理后的畫面傳輸至監控客戶端，當確定有危險情況時，預警模塊響應，監控客戶端的畫面中發出紅色閃爍信號；當工作人員需要查詢圖像，工作人員下載并下載監控客戶端，打開并注冊賬號登陸進行查看。