[發明專利]一種用于非可視障礙物后方環境感知的多模復合探測系統

在審

• 申請號: 202010084494.1
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111123209A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 齊飛;王天奇;王生水;吳志輝;屈勝;陳光魯
• 申請（專利權）人: 北京市公安局反恐怖和特警總隊;湖南華諾星空電子技術有限公司
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S13/88;G01V3/12
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

一種用于非可視障礙物后方環境感知的多模復合探測系統，其包括：傳感器陣列，包括穿墻雷達傳感器陣列和隔墻聽傳感器陣列，穿墻雷達傳感器陣列用于產生、輻射電磁波信號和接收、降頻、濾波回波信號，隔墻聽傳感器陣列用于接收探測區域內部的聲音信號并進行濾波、放大；傳感器控制與數據采集及預處理平臺，用于對前端傳感器陣列的探測控制、接收數據的采集數字化、數字化后的數據進行濾波、矩陣變換；信號處理與融合決策平臺，用于對傳感器陣列接收信號的信號處理，將傳感器陣列的處理結果，輸入到融合決策模塊進行融合決策，給出系統最終探測結果。本發明具有能夠提高檢測概率和精度、提升檢測效率、提升環境適應能力等優點。

技術領域

本發明主要涉及到探測技術領域，特指一種用于非可視障礙物后方環境感知的多模復合探測系統。

背景技術

穿墻雷達是一種發射特定頻段電磁波，穿透墻體、廢墟等不透明非金屬障礙物并接收回波信號，實現對障礙物后方隱蔽目標的探測、定位和跟蹤的設備。主要用于應急救援、生命探測、安防等領域，用于發現和定位隱藏在建筑物內或者障礙物后的人員及其活動特征、建筑物的內部結構信息，提高對環境的感知能力、己方的作業成功率與生存能力。相對于基于聲音信號、光電信號、X射線等的隱蔽目標探測手段，穿墻雷達探測距離遠，不易受天氣、光線、溫度等因素的影響，設備尺寸適中，對非金屬介質穿透性良好，探測的過程中不需移動或者破壞障礙物，因而在應急救援、生命探測、安防等領域具有獨特的優勢。

隔墻聽是一種高靈敏度的拾音放大設備，基于共振原理在說話時引起墻壁等障礙物的輕微震動，經過超高靈敏度的感應器以及電子電路的處理，使之聲音再現。將麥克風從場所上探測到的聲頻震動轉變為音訊，將擷取的聲音在嘈雜或清靜環境中得到提升，能在不同物體表面（包括：墻壁、地板、窗戶、門等）進行監聽及錄音，廣泛應用于刑偵、應急救援、安防、測漏、機械維修檢測等領域。

其實隔墻聽運用的原理是共振原理在說話時引起墻壁的輕微震動，經過超高靈敏度的感應器以及電子電路的處理，使之聲音再現。無需進入室內，安裝在房間的外墻即可。具體的使用過程：把專業的隔墻聽貼在房間的外墻，把手機放到貼在室內對應的位置，能清楚響亮的聽到手機里面的歌聲。貼在室外墻壁上，可清楚的監聽室內的談話聲，當然，很細微的說話聲是無法聽到的，因墻壁各處的密度不同，可通過轉換位置，找到最佳監聽點。當然我們可以通過靈敏度的調節，達到對不同物質的最佳使用效果，對高密度物質調低靈敏度，低密度物質，調高靈敏度

上述傳統技術在具體應用時，仍然存在一些不足：

1）環境適應性差，穿墻雷達不能穿透金屬（網）墻體障礙物，無法獲取其后方的環境信息；隔墻聽通過對聲源的震動接收進行跟蹤，對障礙物的剛性及空間的開放程度比較敏感，在松散結構的障礙物應用場景下其獲取信息能力差。穿墻雷達利用電磁波結合多普勒原理工作，電磁波不能穿透金屬材質；穿墻雷達可以對障礙物后方的目標成像，但由于要穿透障礙物因而其工作頻率較低、工作波長較長，一般選擇L/S波段，所成圖像僅是目標的輪廓、成像精度分米/厘米級別，不足以識別、分辨目標。

2）態勢感知信息獲取能力弱，穿墻雷達難以識別、分辨目標；隔墻聽不能獲知目標的位置、姿態以及建筑結構布局等信息。隔墻聽依靠物理學聲源的震動波來傳輸、放大聲音，障礙物的剛性越強，聲音在其上產生的震動波也越強，獲取的聲音越清晰，如玻璃、金屬門等障礙物，所獲取的聲音清晰度高；對于松散結構如蜂窩磚、雜亂的廢墟等，聲源在這些剛性差的障礙物上產生的震動波弱，聽音效果差；對于沒有發出聲音的人、物，無聲源，隔墻聽無法獲知。

3）環境信息獲取的正確概率率低。

4）當前的穿墻雷達、隔墻聽設備是各自自成系統、獨立工作的，一是現場攜帶的設備、模塊多，需要兩人操作或者先后分別操作，耗時長、效率低；二是各自探測的數據是獨立的，需要人工合成后期這些數據，根據前后探測的結果進行分析判斷，前后結果的關聯性缺失，不能形成連續的、整體的判斷；三是各自有自身的缺陷或適用范圍，環境適應性差。

發明內容