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一种低空搜索定位方法技术

技术编号:20924656 阅读:69 留言:0更新日期:2019-04-20 11:28
本发明专利技术公开了一种低空搜索定位方法,该方法包括:(1)确认空中探测装置探测的环境以及调整地面弹射炮筒的发射角度后,地面弹射装置将所述空中探测装置向空中弹射;(2)获取所述空中探测装置当前的综合数据,所述综合数据包括空中探测装置自身运动姿态信息、空中探测装置相对位置信息、目标物周边的深度图及热成像图;(3)地面终端接收所述综合数据,进行动态图像合成及目标物识别分析并推送目标物信息。该方法将传感器在短时间内迅速升空,可用于紧急事件,避免影响目标物的同时实现精准的地面目标定位;本发明专利技术使用的空中探测装置体积小,可随身携带,且便于回收,可多次利用,可应用于震后搜救、野生动物保护、刑事侦查、洪灾救助等场景。

A Low Altitude Search and Location Method

The invention discloses a low altitude search and location method, which includes: (1) after confirming the detection environment of the air detection device and adjusting the launching angle of the ground ejection barrel, the ground ejection device ejects the air detection device into the air; (2) acquiring the current comprehensive data of the air detection device, which includes the motion attitude information of the air detection device itself. (3) The ground terminal receives the comprehensive data, carries on the dynamic image synthesis and the target recognition analysis, and pushes the target information. The method can quickly lift the sensor into the air in a short time, which can be used in emergency, avoid affecting the target and achieve accurate ground target positioning; the air detection device used in the invention is small, portable, easy to recycle, and can be used for many times, and can be applied in post-earthquake search and rescue, wildlife protection, criminal investigation, flood rescue and other scenarios.

【技术实现步骤摘要】
一种低空搜索定位方法
本专利技术涉及空中探测
,具体涉及一种低空搜索定位方法。
技术介绍
传统的探测装置主要是:从地面通过超低频电波或电磁感应技术来获取目标物位置信息,其中超低频电波主要用于生命探测仪,电磁感应主要用于金属探测器,但地面探测装置探测范围有限,并且容易被障碍物遮挡;从空中通过无人机搭载红外传感探测装置或机载雷达来获取目标物位置信息,但无人机升空速度较慢,时效性差,且容易产生巨大的噪音惊扰目标物。机载雷达成本更高,更加偏向于军用领域,不适用于近距离精确位置监测;从水下通过声纳定位技术来获取水中目标物位置信息,但声音传播速度较慢,目标物处于运动状态时容易产生定位位置偏差,且无法探测目标物是否为生命体。此外,这三种方法涉及的装置体积均较大,不易携带与搬运。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术的不足,本专利技术提供一种低空搜索定位,该方法可以解决地面避障能力差、探测范围小、时效性差、噪声大、成本高、不易携带等问题。技术方案:本专利技术所述的低空搜索定位方法,该方法包括:(1)确认空中探测装置探测的环境以及调整地面弹射炮筒的发射角度后,地面弹射装置将所述空中探测装置向空中弹射;(2)获取所述空中探测装置当前的综合数据,所述综合数据包括空中探测装置自身运动姿态信息、空中探测装置相对位置信息、目标物周边的深度图及热成像图;(3)地面终端接收所述综合数据,进行动态图像合成及目标物识别分析并推送目标物信息。优选的,所述步骤(1)中,空中探测装置为包括上半球壳和下半球壳组成的球壳,所述球壳上开设多个探测器收纳孔以及在上半球壳的顶部沿圆周开设降落伞收纳槽,所述球壳内布置红外探测系统、运动传感系统、主控系统以及供电系统,所述红外探测系统、运动传感系统和供电系统均与所述主控系统相连,所述红外探测系统包括多个红外探测器,所述红外探测器通过所述探测器收纳孔固定在所述球壳上。优选的,所述多个红外探测器包括沿球壳圆周分层布置的若干红外探测器A和安装在所述球壳下顶点的红外探测器B,所述若干红外探测器A除球壳上顶点和下顶点外共M层,每层设置N个红外探测器,其中,3≤M≤6,9≤N≤15。优选的,所述红外探测系统还包括红外信号存储器和第一A/D采集电路,所述红外探测器和第一A/D采集电路均与所述红外信号存储器电性连接。优选的,所述运动传感系统包括电控降落伞、电控马达、惯性传感器以及第二A/D采集电路,所述电控降落伞上端通过所述降落伞收纳槽置于球壳外;所述电控马达驱动所述电控降落伞的张开/回收,所述第二A/D采集电路与所述惯性传感器相连。优选的,所述步骤(1)中,地面弹射装置的角度θ与弹射空中探测装置的高度h的关系为:其中,P为火药爆炸产生的冲量,m1是空中探测装置的质量,m2是电控降落伞的质量。优选的,所述主控系统包括第一主控制器和第一WIFI模块,所述第一WIFI模块负责回传红外探测器和惯性传感器收集到的信息,所述第一WIFI模块与所述第一主控制器电性连接。优选的,所述步骤(2)中,空中探测装置离开地面弹射装置后,所述红外探测器进入工作状态,持续捕获目标物周边的深度图及热成像图,第一WIFI模块中的子模块WIFIRFID模块持续捕获所述空中探测装置的相对位置信息,所述惯性传感器持续捕获所述空中探测装置自身运动姿态信息,并将信息发送给所述第一主控制器。优选的,所述步骤(3)中,进行动态图像合成及目标物识别分析并推送目标物信息,具体包括:(31)地面终端将所述红外探测器每帧传输的图像以UV贴图的方式合成为一张HDR场景贴图;(32)通过图像识别算法识别红外热成像图中的特征点,通过所述特征点区别目标物与外界环境分界线,从而计算目标物质心位置,获得其相对空中探测装置的相对位置坐标;(33)合成所述目标物相对空中探测装置的位置坐标及通过空中探测装置相对用户的位置坐标计算出目标物相对用户的位置坐标;(34)通过地面终端的目标检测界面将目标物与空中探测装置相对用户的位置坐标推送给用户。优选的,所述地面终端包括:地面弹射装置初始化模块,用于设置地面弹射装置的相关参数,并查看外部环境是否适宜弹射,并通过地面终端中的WIFI模块和所述地面弹射装置进行信息交互;目标监测模块,用于查看空中探测装置弹射后监测范围内全时间轴上的具体目标信息,用户可通过滑动滑动条遍历整个工作流程,且点击目标物后可展开目标物的热成像图及深度图,通过第一WIFI模块和所述空中探测装置进行信息互通;空中探测装置状态查看模块,用于确认空中探测装置的工作状态及器件损耗情况,以为维护及修理提供便利,通过第一WIFI模块和所述空中探测装置进行信息互通。有益效果:本专利技术与现有技术相比,其显著优点是:1、本专利技术利用空中探测装置实现一种低空搜索定位方法,该方法将传感器在短时间内迅速升空,可用于紧急事件,避免影响目标物的同时实现精准的地面目标定位;2、本专利技术使用的空中探测装置体积小,可随身携带,且便于回收,可多次利用,可应用于震后搜救、野生动物保护、刑事侦查、洪灾救助等场景;3、本专利技术所述的空中探测装置,通过空中测距,规避地面测距时障碍物屏障;4、本专利技术的搜索定位方法简单容易操作,方法准确率高,可得到目标物的实时信息。附图说明图1是本专利技术所述的空中探测装置总体结构示意图;图2是本专利技术所述的空中探测装置内部结构示意图1;图3是本专利技术所述的空中探测装置内部结构示意图2;图4是本专利技术所述的红外探测系统结构示意图;图5是本专利技术所述的空中探测装置的工作流程图;图6是本专利技术所述的地面弹射装置结构示意图;图7为本专利技术所述的地面弹射装置的工作方法流程图;图8为本专利技术所述的低空定位搜索方法的流程图;图9是本专利技术所述的地面终端的工作方法流程图;图10为本专利技术一实施例所述的地面弹射装置的仿真结构示意图;图11为本专利技术一实施例所述的空中探测装置弹射时空气阻力F与空中探测装置质心速度V的关系图;图12为本专利技术一实施例所述的空中探测装置弹射时质心高度和时间关系的图;图13为本专利技术一实施例所述的空中探测装置X方向位移和时间的关系;图14为本专利技术一实施例所述的空中探测装置质心竖直分量和水平分量Y-X关系图;图15为本专利技术一实施例所述的空中探测装置质心速度和时间关系图;图16为本专利技术一实施例所述的目标物到用户的相对位置示意图;图17本专利技术一实施例所述目标物相对地面终端转化为极坐标的示意图;图18为本专利技术一实施例所述的目标物到地面终端的相对位置计算方法流程图。图中包括:空中探测装置100,球壳101,探测器收纳孔102,降落伞收纳槽103,第一隔板104、第二隔板105,第三隔板106和第四隔板107,红外探测系统1,红外探测器11,红外探测器A111,红外探测器B112,红外信号存储器12,第一A/D采集电路13,运动传感系统2,电控降落伞21,电控马达22,惯性传感器23,第二A/D采集电路24,主控系统3,第一主控制器31,第一WIFI模块32,时序电路33,D/A转换电路34,供电系统4,电源电路41,保护电路42,弹射器200,弹射炮筒201,触发机构202,触发器2021,扳机2022,解锁模块203,第二WIFI模块2031,第二主控制器2032,保险装置2033,光电传感器2034,通讯模块204,第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低空搜索定位方法,其特征在于,该方法包括:(1)空中探测装置确认探测环境,调整地面弹射炮筒的发射角度,地面弹射装置将所述空中探测装置向空中弹射;(2)获取所述空中探测装置当前的综合数据,所述综合数据包括空中探测装置自身运动姿态信息、空中探测装置相对位置信息、目标物周边的深度图及热成像图;(3)地面终端接收所述综合数据,进行动态图像合成及目标物识别分析并推送目标物信息。

【技术特征摘要】
1.一种低空搜索定位方法,其特征在于,该方法包括:(1)空中探测装置确认探测环境,调整地面弹射炮筒的发射角度,地面弹射装置将所述空中探测装置向空中弹射;(2)获取所述空中探测装置当前的综合数据,所述综合数据包括空中探测装置自身运动姿态信息、空中探测装置相对位置信息、目标物周边的深度图及热成像图;(3)地面终端接收所述综合数据,进行动态图像合成及目标物识别分析并推送目标物信息。2.根据权利要求1所述的低空搜索定位方法,其特征在于,所述步骤(1)中,空中探测装置为包括上半球壳和下半球壳组成的球壳,所述球壳上开设多个探测器收纳孔以及在上半球壳的顶部沿圆周开设降落伞收纳槽,所述球壳内布置红外探测系统、运动传感系统、主控系统以及供电系统,所述红外探测系统、运动传感系统和供电系统均与所述主控系统相连,所述红外探测系统包括多个红外探测器,所述红外探测器通过所述探测器收纳孔固定在所述球壳上。3.根据权利要求2所述的低空搜索定位方法,其特征在于,所述多个红外探测器包括沿球壳圆周分层布置的若干红外探测器A和安装在所述球壳下顶点的红外探测器B,所述若干红外探测器A除球壳上顶点和下顶点外共M层,每层设置N个,其中,3≤M≤6,9≤N≤15。4.根据权利要求2所述的低空搜索定位方法,其特征在于,所述红外探测系统还包括红外信号存储器和第一A/D采集电路,所述红外探测器和第一A/D采集电路均与所述红外信号存储器电性连接。5.根据权利要求4所述的低空搜索定位方法,其特征在于,所述运动传感系统包括电控降落伞、电控马达、惯性传感器以及第二A/D采集电路,所述电控降落伞上端通过所述降落伞收纳槽置于球壳外;所述电控马达驱动所述电控降落伞的张开/回收,所述第二A/D采集电路与所述惯性传感器相连。6.根据权利要求5所述的低空搜索定位方法,其特征在于,所述步骤(1)中,地面弹射装置的角度θ与弹射空中探测装置的高度h的关系为:其中,P为火药爆炸产生的冲量,m1是空中探测装置的质量,m2是电控降落伞的质量。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:牛亚峰肖玮烨薛澄岐伍金春缪秋华
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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