【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属类不规则目标探测，尤其涉及一种基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统及方法。
技术介绍
1、在垃圾分拣、金属回收等场合中需要对金属物进行检测、识别，以实现金属物的分拣、回收。现有技术中针对金属物的分拣通常都是采用人工分拣方式，效率低、人工成本大，如果能够实现金属物的自动检测识别，则可以大大提高金属物分拣的效率。
2、但是现有技术目标识别算法通常是针对人脸、指纹、元器件等规则类目标的识别，例如人脸识别、指纹识别、流水线智能分拣、水果采摘等领域，目前尚没有能够直接检测金属不规则类目标的检测方法。而金属类不规则目标物由于形状不规则，与颜色与地表差别不大等因素，导致现有技术中目标识别算法无法直接适用于进行金属物的检测。尤其是在分拣过程中金属物所处的地表环境往往较为复杂，会存在大量的干扰物，例如岩石、土壤等，岩石、土壤等的干扰物与金属物的颜色较为接近，致使识别难度较大，难以精准、快速的识别出金属物目标。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现方法简单、识别效率与准确性高且抗干扰性强的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统及方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，包括：
4、视觉识别子系统，包括视觉传感器以及可见光数据处理模块、红外数据处理模块、光谱数据处理模块，所述可见光数据处理模块用于对
5、金属探测子系统，包括脉冲感应金属探测器、与所述脉冲感应金属探测器连接的脉冲感应数据处理模块以及甚低频金属探测器、与所述甚低频金属探测器连接的甚低频数据处理模块，所述脉冲感应数据处理模块通过对脉冲感应探测器接收到的脉冲信号进行目标脉冲信号特征提取，根据提取的目标脉冲信号特征识别是否有金属物目标，所述甚低频数据处理模块通过获取甚低频探测器测量的相移量，并与待测金属类别对应的相移均值进行比较，判断出是否存在金属物目标；所述视觉识别子系统、金属探测子系统搭载于移动载体上；
6、还包括分别与所述视觉识别子系统、金属探测子系统连接的搜寻控制系统，以用于在移动载体移动过程中，控制由所述视觉识别子系统对移动载体前向指定探测范围内的地面进行视觉探测搜寻，得到一次探测结果，由所述金属探测子系统对所述视觉识别子系统探测搜寻后的路面进行二次探测，得到二次探测结果。
7、进一步的，所述视觉传感器包括可见光相机、红外相机、深度相机以及多光谱相机，各相机布置于一防尘保护罩中，所述金属探测子系统通过一可伸缩支架安装于移动载体上，所述金属探测子系统安装在所述可伸缩支架的端部。
8、进一步的，所述可见光数据处理模块包括：
9、地面网格化标识单元，用于获取可见光相机捕获的地面纹理图像进行图像投影变换，转换成自上而下的拍摄投影方式，并将投影区域网格化，标记碎片目标位于所在网格区域；
10、可见光目标识别单元，用于检测图像中碎片目标的第一特征，根据检测的第一特征识别是否为金属物，如果为金属物获取对应的位置，所述第一特征包括几何形状、表面纹理特征以及使用数据驱动方式提取的特征，所述使用数据驱动方式提取的特征为基于深度学习模型使用数据驱动的方式以及特征学习的方式从指定金属物类型的可见光图像中提取出能够区分金属与其他目标的特征；
11、目标可见光空间映射单元，用于将可见光目标识别单元检测到的金属目标从二维可见光图像空间映射到三维物理空间。
12、进一步的，所述红外数据处理模块包括：
13、红外目标识别单元，用于获取红外相机采集的红外图像进行第二特征提取，根据检测到的第二特征识别目标是否为金属物，所述第二特征为基于深度学习模型使用数据驱动的方式以及特征学习的方式从指定金属物类型的红外图像中提取出的能够区分金属与其他目标的特征；
14、目标红外空间映射单元，用于将红外目标识别单元检测到的金属目标从二维红外图像空间映射到三维物理空间。
15、进一步的，所述光谱数据处理模块包括：
16、目标光谱特征提取单元，用于从多光谱相机检测到的地面光谱信息中提取出目标的光谱特征，根据检测出的光谱特征识别目标是否为金属物；
17、目标光谱空间映射单元，用于将目标光谱特征提取单元检测到的金属目标从二维红外图像空间映射到三维物理空间。
18、进一步的，所述脉冲感应探测器包括单个线圈或两个以上的线圈，以用于作为发射器和接收器，所述脉冲感应数据处理模块包括目标脉冲特征提取单元以及目标三维空间定位单元，所述目标脉冲特征提取单元以用于获取脉冲感应探测器探测到的脉冲信号进行目标脉冲信号特征提取，以根据提取的目标脉冲信号特征识别出是否为金属物；所述目标三维空间定位单元，用于根据不同线圈探测获得的反馈信号确定金属目标的初步位置，以及根据初步位置与定位信息确定金属目标的精确位置。
19、进一步的，所述甚低频金属探测器采用一对称为相位解调器的电子线路测出相移量，所述甚低频数据处理模块还用于当根据检测到的相移量与同类型的金属相移均值进行比较检测出金属目标时，获取金属目标物所处的金属类型范围。
20、一种利用上述基于多传感器融合的金属目标探测搜寻系统的方法，步骤包括：
21、步骤s1、设备安装初始化：将视觉识别子系统搭载在移动载体的顶端并调整视觉识别子系统中各相机的探测角度以使得朝向地面的指定范围，将金属探测子系统通过可伸缩支架搭载在移动载体的前端，并调整金属探测子系统中各金属探测器的探测角度使得朝向地面，以及根据所需探测的金属类型调整金属探测子系统中金属探测器的工作频率；
22、步骤s2、一次探测：在移动载体移动过程中，由视觉识别子系统中可见光相机、红外相机、以及多光谱相机分别实时采集移动载体前向探测范围内地面的可见光图像、红外图像以及地面光谱信息，分别进行可见光数据处理、红外数据处理以及光谱数据处理后得到金属目标的一次探测结果输出；
23、步骤s3、二次探测：在移动载体移动过程中，金属探测子系统实时对所述视觉识别子系统搜寻后的路面进行二次探查，以确认是否存在漏检的金属目标，得到二次探测结果输出；
24、步骤s4.探测融合：将一次探测结果与二次探测结果进行融合，去除其中相同的探测结果、保留一次探测结果与二次探测结果之间不同的结果，得到最终的探测结果。
25、进一步的，所述可见光数据处理的步骤包括：
26、获取可见光相机捕获的地面纹理图像进行图像投影变换，转换成自上而下的拍摄投影方式，并将投影区域网格化，标记碎片目标位于所在网格区域；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，所述视觉传感器包括可见光相机、红外相机、深度相机以及多光谱相机，各相机布置于一防尘保护罩中，所述金属探测子系统通过一可伸缩支架安装于移动载体上，所述金属探测子系统安装在所述可伸缩支架的端部。
3.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，所述可见光数据处理模块包括：
4.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，所述红外数据处理模块包括：
5.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，所述光谱数据处理模块包括：
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，所述脉冲感应探测器包括单个线圈或两个以上的线圈，以用于作为发射器和接收器，所述脉冲感应数据处理模块包括目标脉冲特征提取单元以及目标三维空间定位单元，所述目标脉冲特征提取单元以用于获取
7.根据权利要求1～5中任意一项所述的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，所述甚低频金属探测器采用一对称为相位解调器的电子线路测出相移量，所述甚低频数据处理模块还用于当根据检测到的相移量与同类型的金属相移均值进行比较检测出金属目标时，获取金属目标物所处的金属类型范围。
8.一种利用权利要求1～7中任意一项所述的基于多传感器融合的金属目标探测搜寻系统的方法，其特征在于，步骤包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述可见光数据处理的步骤包括：
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述红外数据处理中包括通过获取红外相机采集的红外图像进行特征提取，根据检测到的特征使用预先训练的第二识别模型识别目标是否为金属物，所述第二识别模型为预先基于深度学习模型使用从不同金属物类型的红外图像中检测出的特征数据所构成的训练数据集进行训练得到；所述光谱数据处理包括：从多光谱相机检测到的地面光谱信息中提取出目标的光谱特征，根据检测出的光谱特征识别目标是否为金属物；所述光谱信息处理包括从多光谱相机检测到的地面光谱信息中提取出目标的光谱特征，根据检测出的光谱特征识别目标是否为金属物。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，所述视觉传感器包括可见光相机、红外相机、深度相机以及多光谱相机，各相机布置于一防尘保护罩中，所述金属探测子系统通过一可伸缩支架安装于移动载体上，所述金属探测子系统安装在所述可伸缩支架的端部。
3.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，所述可见光数据处理模块包括：
4.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，所述红外数据处理模块包括：
5.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，所述光谱数据处理模块包括：
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的基于多传感器融合的金属物目标探测搜寻系统，其特征在于，所述脉冲感应探测器包括单个线圈或两个以上的线圈，以用于作为发射器和接收器，所述脉冲感应数据处理模块包括目标脉冲特征提取单元以及目标三维空间定位单元，所述目标脉冲特征提取单元以用于获取脉冲感应探测器探测到的脉冲信号进行目标脉冲信号特征提取，以根据提取的目标脉冲信号特征识别出是否为金属物；所述目标三维空间定位单元，用于根据不同线圈探测获...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖洪波，赵骥昂，杨启霖，阮绪行，杨金帅，张心怡，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三六五三部队，
类型：发明
国别省市：
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