一种虚拟探测系统技术方案

本发明专利技术公开一种虚拟探测系统，通过各个处理模块将各采样点采集的各个方向的红外探测图像转换为虚拟探测空间，在所述虚拟探测空间进行自动漫游以仿真探测景象，决策人员无需进入现场即可直观通过仿真的虚拟探测空间了解目标环境的实际情况，从而可以进行科学的决策，降低决策错误的概率，且本发明专利技术中通过红外探测器采集图像，即使对于夹杂着烟雾、粉尘等昏暗环境也可以获得有效的图像，另外，本发明专利技术中只需通过机器人在探测路径的采样点设置红外探测器采集图像，无需探测人员进入或者长期停留，可以应用于各种复杂的探测环境，可用于探测、救援、安防等领域。

A virtual detection system

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟探测系统
本专利技术涉及环境探测
，更具体的说，本专利技术涉及一种用于昏暗环境的虚拟探测系统。
技术介绍
在野外探测、抢险救援、远程指挥等过程中，往往需要对目标环境进行探测，以便了解目标环境的实际情况后制定针对性的计划，但目标环境通常都比较昏暗，且探测人员不便或者不能长期停留，现有技术中通常采用人工用手持照明设备进入目标环境进行探测，但对于夹杂着烟雾、粉尘等昏暗环境，即使探测人员进入也无法清楚看清目标环境的状况，另外，由于只有进入的探测人员最清楚目标环境的情况，决策人员对目标环境的了解往往局限于探测人员的口头描述，导致决策人员的决策可能存在较大的误差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种虚拟探测系统，可以通过仿真再现真实的目标环境状况，便于决策人员直观了解目标环境的实际情况以进行科学的决策。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种虚拟探测系统，包括：红外探测器处理模块，用于在探测路径的每个采样点上采集前后左右四个方向的红外探测图像；高斯差分图像尺度空间处理模块，用于将同一采样点上采集的每个方向的红外探测图像转变为该方向对应的高斯差分图像尺度空间；关键点检测处理模块，用于检测每个方向的高斯差分图像尺度空间的关键点；特征向量建立处理模块，用于根据关键点的位置及参考方向，建立该关键点的特征向量；关键点匹配处理模块，用于根据各个关键点的特征向量计算各个关键点之间的欧式距离得到匹配的关键点；重合区域确定处理模块，用于根据匹配的关键点确定每个采样点采集的四个方向的红外探测图像之间的重合区域；合成处理模块，用于根据重合区域将每个采样点采集的四个方向的红外探测图像合成为该采样点的虚拟探测图像；虚拟探测空间转换处理模块，用于将各个采样点的虚拟探测图像转换为虚拟探测空间；自动漫游处理模块，用于在所述虚拟探测空间进行自动漫游以仿真探测景象。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的虚拟探测系统中，通过各个处理模块将各采样点采集的各个方向的红外探测图像转换为虚拟探测空间，在所述虚拟探测空间进行自动漫游以仿真探测景象，决策人员无需进入现场即可直观通过仿真的虚拟探测空间了解目标环境的实际情况，从而可以进行科学的决策，降低决策错误的概率，而且本专利技术中通过红外探测器采集图像，即使对于夹杂着烟雾、粉尘等昏暗环境也可以获得有效的图像，另外，本专利技术中只需通过机器人在探测路径的采样点设置红外探测器采集图像，无需探测人员进入或者长期停留，可以应用于各种复杂的探测环境。附图说明图1是本专利技术一种虚拟探测系统的第一具体实施例框图；图2是本专利技术一种虚拟探测系统中检测关键点的一个具体实施例示意图；图3是本专利技术一种虚拟探测系统中重合区域的一个具体实施例示意图；图4是本专利技术一种虚拟探测系统的第二具体实施例框图；图5是本专利技术一种虚拟探测系统的第三具体实施例框图。具体实施方式参考图1，该图是本专利技术一种虚拟探测系统的第一具体实施例框图，本实施例的系统主要包括如下处理模块，即：红外探测器处理模块101、高斯差分图像尺度空间处理模块102、关键点检测处理模块103、特征向量建立处理模块104、关键点匹配处理模块105、重合区域确定处理模块106、合成处理模块107、虚拟探测空间转换处理模块108及自动漫游处理模块109，具体说明如下：本实施例中首先需要根据探测的昏暗环境的通路状况确定探测路径，具体实现时，例如，若需要对一个发生火灾的房屋中的人进行救援，目标环境是多个昏暗的房间，则可以根据房间的建筑设计图确定通路状况，根据通路状况，确定以通路的中心线作为探测路径，这样设计的探测路径采集到的图像视野范围更好，实际中也可以根据探测目的对探测路径进行调整，这里不做具体限定，通路状况的确定也需要根据实际情况而定，例如，如果目标环境是公路，则可以根据地图上的公路状况确定探测路径，对于一些未知的目标环境，也可以在实际探测时，随时调整探测路径，并将探测路径记录保存下来，这里不再赘述；本实施例中的红外探测器处理模块101主要用于在探测路径的每个采样点上采集前后左右四个方向的红外探测图像，具体实现时，红外探测器可通过探测机器人固定设置在采样点或者红外探测器随着探测机器人行进，在行经采样点时通过红外探测器采集图像，作为一种可选方式，也可以通过人工在采样点设置红外探测器，设置好以后人员就可以撤离，这里不做具体限定；高斯差分图像尺度空间处理模块102主要用于将同一采样点上采集的每个方向的红外探测图像转变为该方向对应的高斯差分图像尺度空间，具体实现时，每个方向的红外探测图像至少有一幅，对于每幅红外探测图像，作为一个具体实施例，首先对该副红外探测图像进行高斯拉普拉斯变换（LaplassianofGaussian）得到高斯拉普拉斯变换图像，然后对高斯拉普拉斯变换图像用其相邻的图像进行相减即得到高斯差分图像（DifferenceofGaussian）尺度空间；关键点检测处理模块103主要用于检测每个方向的高斯差分图像尺度空间的关键点，具体实现时，现有检测关键点的方式是以某点为检测点，其周围的点，除了同层所包围的8个点外，还有上一层的9个点与下一层的9个点，共26个点与该检测点进行比较，采用该种方式计算机计算量大，比较耗时，为此，如图2所示，根据本专利技术的一个优选实施例，关键点检测处理模块103可采用如下方式检测关键点，即：首先选择高斯差分图像尺度空间的任意一个像素点X作为起始检测点；然后，以该起始检测点作半径为3像素的圆；最后，确定该起始检测点与圆周上编号为1点、5点、9点和13点的像素点的灰度差，若与1点、5点、9点、13点四点其中至少三项的差值大于预设的阈值，则确定起始检测点为候选关键点，继续下一检测点的检测直至所有像素点检测完毕得到全部的关键点，本实施例中无需像现有技术中需要将X点与26个点比较，计算量大大减小，可以提高检测效率，另外，对于检测到的候选关键点，还可对候选关键点进行筛选，由于边缘区域在纵向上灰度值突变很大，会被误认为关键点，本实施例中关键点检测处理模块103还需要从候选关键点中去除边缘响应点，以提高图像匹配的稳定性；特征向量建立处理模块104则主要根据关键点的位置及参考方向，建立该关键点的特征向量，具体实现时，对于确定的关键点，需要对关键点进行定位确定位置，例如对确定的关键点进行三维二次函数拟合，可精确确定关键点的位置，另外，对于确定的关键点，还需要给关键点分配一个参考方向，具体实现时，可通过邻域像素的梯度方向为关键点分配一个参考方向，即利用直方图统计邻域内像素对应的梯度和幅值：梯度方向角为横轴刻度，取45度为一个单位，那么横轴就有8个刻度；纵轴是对应梯度的幅值累加值，取幅值最高的方向为参考方向，从而可保证关键点的旋转不变性，最后建立该关键点的特征向量，即可以关键点为中心取16×16的窗口，在其中4×4的窗口上分别计算8个方向的梯度方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟探测系统，其特征在于，包括：/n红外探测器处理模块，用于在探测路径的每个采样点上采集前后左右四个方向的红外探测图像；/n高斯差分图像尺度空间处理模块，用于将同一采样点上采集的每个方向的红外探测图像转变为该方向对应的高斯差分图像尺度空间；/n关键点检测处理模块，用于检测每个方向的高斯差分图像尺度空间的关键点；/n特征向量建立处理模块，用于根据关键点的位置及参考方向，建立该关键点的特征向量；/n关键点匹配处理模块，用于根据各个关键点的特征向量计算各个关键点之间的欧式距离得到匹配的关键点；/n重合区域确定处理模块，用于根据匹配的关键点确定每个采样点采集的四个方向的红外探测图像之间的重合区域；/n合成处理模块，用于根据重合区域将每个采样点采集的四个方向的红外探测图像合成为该采样点的虚拟探测图像；/n虚拟探测空间转换处理模块，用于将各个采样点的虚拟探测图像转换为虚拟探测空间；/n自动漫游处理模块，用于在所述虚拟探测空间进行自动漫游以仿真探测景象。/n

【技术特征摘要】
1.一种虚拟探测系统，其特征在于，包括：
红外探测器处理模块，用于在探测路径的每个采样点上采集前后左右四个方向的红外探测图像；
高斯差分图像尺度空间处理模块，用于将同一采样点上采集的每个方向的红外探测图像转变为该方向对应的高斯差分图像尺度空间；
关键点检测处理模块，用于检测每个方向的高斯差分图像尺度空间的关键点；
特征向量建立处理模块，用于根据关键点的位置及参考方向，建立该关键点的特征向量；
关键点匹配处理模块，用于根据各个关键点的特征向量计算各个关键点之间的欧式距离得到匹配的关键点；
重合区域确定处理模块，用于根据匹配的关键点确定每个采样点采集的四个方向的红外探测图像之间的重合区域；
合成处理模块，用于根据重合区域将每个采样点采集的四个方向的红外探测图像合成为该采样点的虚拟探测图像；
虚拟探测空间转换处理模块，用于将各个采样点的虚拟探测图像转换为虚拟探测空间；
自动漫游处理模块，用于在所述虚拟探测空间进行自动漫游以仿真探测景象。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，自动漫游处理模块根据探测路径确定对应所述探测路...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：乐软科技北京有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11