CN104902232B - 环境侦测装置以及环境侦测系统 - Google Patents

Abstract

一种环境侦测装置及系统，该装置包括：球状外壳，设置在所述球状外壳内的中央控制装置、摄像装置、超声波装置、无线通信模块；所述超声波装置根据所述中央控制装置的控制指令进行超声波定位，获得超声波定位数据，所述摄像装置根据所述中央控制装置的控制指令拍摄图像，所述无线通信模块根据所述中央控制装置的控制指令将所述超声波定位数据以及所述摄像装置拍摄得到的图像数据发送给侦测控制终端。本发明实施例方案可以很好地实现环境侦测，尤其是狭小空间的环境侦测。

Description

环境侦测装置以及环境侦测系统

技术领域

本发明涉及信息技术领域，特别是涉及一种环境侦测装置以及一种环境侦测系统。

背景技术

迄今为止，虽然信息技术已经得到了飞速的发展，但特种场景的侦测技术还不是很完善。特种场景指的是那些具有危险威胁或者复杂地形的地域和空间，包括狭小空间、隐蔽空间、废墟和救援或反恐人员难以进入的相关场景。这是因为，一方面受到空间限制，另一方面受到潜在危险的威胁，难以及时观测或捕获目标。以地震后的废墟这类复杂地形为例，通常都是在外部对其空间结构整体进行三维侦测，然而，对于地震废墟等场景来说，从其外部对其进行侦测并不能完整地反映废墟空间的整体情况，由于地震废墟的结构复杂，地震废墟的内部空间场景会对救援方案的制定和执行起着重要的作用，但地震废墟的空间狭小，目前的技术中尚不能很好地对地震废墟内容空间进行侦测，从而严重制约了地震救援行动的有效性和效率。

发明内容

基于此，本发明实施例的目的在于提供一种环境侦测装置以及一种环境侦测系统，其可以实现对狭小空间的环境侦测。

为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种环境侦测装置，包括：球状外壳，设置在所述球状外壳内的中央控制装置、摄像装置、超声波装置、无线通信模块；

所述超声波装置根据所述中央控制装置的控制指令进行超声波定位，获得超声波定位数据，所述摄像装置根据所述中央控制装置的控制指令拍摄图像，所述无线通信模块根据所述中央控制装置的控制指令将所述超声波定位数据以及所述摄像装置拍摄得到的图像数据发送给侦测控制终端。

一种环境侦测系统，包括如上所述的环境侦测装置以及所述侦测控制终端。

根据如上所述的本发明实施例的方案，该环境侦测装置为球体结构，且设置有超声波装置与摄像装置，其球体结构可以便于将其应用到各种应用场景，尤其是人员不便于进入的内部空间场景，例如地震废墟内部、其他的一些狭小或者隐蔽的空间等等，超声波装置与摄像装置的结合可以便于对狭小空间内部环境进行侦测，超声波装置获得的超声波定位数据可以进行精确定位，摄像装置拍摄得到的图像数据可以对周围环境进行观察，从而可以很好地实现环境侦测，尤其是狭小空间的环境侦测。

附图说明

图1是本发明一个实施例的环境侦测装置的结构示意图；

图2是具体示例一中的环境侦测装置的结构示意图；

图3是具体示例二中的环境侦测装置的结构示意图；

图4是具体示例二中的环境侦测装置旋转之后的结构示意图；

图5是具体示例三中的环境侦测装置的结构示意图；

图6是具体示例三中的环境侦测装置步进移动之后的结构示意图；

图7是具体示例三中的环境侦测装置旋转之后的结构示意图；

图8是图7所示的环境侦测装置步进移动之后的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

图1中示出了一个实施例中的环境侦测装置的结构示意图，如图1所示，本实施例中的环境侦测装置100包括：球状外壳101，设置在球状外壳101内的中央控制装置102、摄像装置105、超声波装置103、无线通信模块106；

超声波装置103根据中央控制装置102的控制指令进行超声波定位，获得超声波定位数据，摄像装置105根据中央控制装置102的控制指令拍摄图像，无线通信模块106根据中央控制装置102的控制指令将所述超声波定位数据以及摄像装置102拍摄得到的图像数据发送给侦测控制终端。

根据如上所述的本发明实施例的方案，该环境侦测装置为球体结构，且设置有超声波装置与摄像装置，其球体结构可以便于将其应用到各种应用场景，尤其是人员不便于进入的内部空间场景，例如地震废墟内部、其他的一些狭小或者隐蔽的空间等等，超声波装置与摄像装置的结合可以便于对狭小空间内部环境进行侦测，超声波装置获得的超声波定位数据可以进行精确定位，摄像装置拍摄得到的图像数据可以对周围环境进行观察，从而可以很好地实现环境侦测，尤其是狭小空间的环境侦测。

其中，中央控制装置102设置在球状外壳101的内部，超声波装置103可以设置在球体外壳的内部、内表面或者外表面，以实现超声波测距。摄像装置105可以设置在球状外壳101的内表面或者外表面，以与外部环境接触，实现拍摄功能。

如图1所示，在球状外壳101上可设置有导孔110，上述超声波装置103、摄像装置105可以经由该导孔110与外部环境接触，以进行超声波定位和图像的拍摄。可以分别为超声波装置103、摄像装置105设置不同的导孔110，也可以是使超声波装置103、摄像装置105使用相同的导孔110，只要能够顺利地实现超声波定位和图像的拍摄即可。无线通信模块106可以设置在球体外壳101的内部，也可以设置在球状外壳101的内表面或者外表面，以实现无线通信功能。

基于不同的考虑因素，上述超声波装置103、摄像装置105的个数及排布方式可以做各种不同的设置，以下结合其中的几个具体示例进行详细说明。

具体示例一

在该具体示例中，超声波装置103可以有两个以上，摄像装置105可以有两个以上，超声波装置103与摄像装置105的数目相同且一对一紧邻设置。上述导孔110也可设置有两个以上，且均匀分布在球状外壳上，且超声波装置103、摄像装置105与导孔110一一对应设置。

据此，图2中示出了该具体示例一中的环境侦测装置的结构示意图。在该示意图中，是以超声波装置103、摄像装置105使用相同的导孔110为例进行说明。此外，由于超声波装置103、摄像装置105与导孔110是一一对应，因此图2中仅结合导孔110的排布方式为例进行说明。需要说明的是，图2所示中，导孔110的数目以及排布方式仅仅是一种示例性说明，基于实际需要，导孔110的数目、设置位置以及排布方式可以做不同的设定。

基于该具体示例中的方式，在一个具体实现方式中，具体的处理过程可以是如下所述。

各超声波装置103根据中央控制装置102的控制指令进行超声波定位，各摄像装置105根据中央控制装置102的控制指令拍摄图像，无线通信模块106再基于中央控制装置102的控制指令将各超声波装置103得到的超声波定位数据、各拍摄装置105拍摄得到的图像数据发送给侦测控制终端。侦测控制终端可以基于各超声波装置103得到的超声波定位数据、各拍摄装置105拍摄得到的图像数据，建立三维空间坐标系模型，使得侦测控制终端可以建立一个三维全景来供用户产看，以便于用户能更直观地了解该环境侦测装置所处的具体环境情况。为了能够适用于各种不同类型的终端设备，本发明实施例中，也可以是由中央控制装置102基于各超声波装置103得到的超声波定位数据、各拍摄装置105拍摄得到的图像数据来建立三维空间坐标系模型，所得到的三维空间坐标系模型可以经由无线通信模块106发送给侦测控制终端。

具体示例二

在该具体示例中，如图1所示，本实施例中的环境侦测装置还包括设置在球状外壳101内的旋转支架107、伸缩支架驱动电机106、旋转驱动电机108,伸缩支架驱动电机106根据中央控制装置102的控制指令驱动旋转支架107伸出球状外壳101的外侧，旋转驱动电机108根据中央控制装置102的控制指令驱动球体外壳101或者环境侦测装置整体进行旋转式移动。

此时，上述摄像装置105可以包括有两个以上，上述超声波装置103可以包括有两个以上，超声波装置103与摄像装置105的数目相同且一对一紧邻设置，上述导孔110也可设置有两个以上，且均匀分布在球体外壳101的一条外半圆周上，且超声波装置103、摄像装置105与导孔110一一对应设置。

据此，图3中示出了该具体示例二中的环境侦测装置的结构示意图。在该示意图中，与上述具体示例一中类似，是以超声波装置103、摄像装置105使用相同的导孔110为例进行说明。此外，由于超声波装置103、摄像装置105与导孔110是一一对应，因此图3中仅结合导孔110的排布方式为例进行说明。需要说明的是，图3所示中，导孔110的数目和排布方式、以及该外半圆周式的导轨的设置，仅仅是一种示例性说明，基于实际需要，导孔110的数目、设置位置和排布方式以及外半圆式的导轨的设置可以做不同的设定。

基于该具体示例中的方式，在一个具体实现方式中，具体的处理过程可以是如下所述。

在该环境侦测装置到达目的地址后，伸缩支架驱动电机106根据中央控制装置102的控制指令驱动旋转支架107伸出球状外壳101的外侧，各超声波装置103根据中央控制装置102的控制指令进行超声波定位，各摄像装置105根据中央控制装置102的控制指令拍摄图像。在各超声波装置103完成当前的超声波定位、各摄像装置105完成当前的图像拍摄之后，中央控制装置102向旋转驱动电机108发送控制指令，旋转驱动电机108根据中央控制装置102的控制指令驱动球体外壳101或者环境侦测装置整体进行旋转式移动。移动后的环境侦测装置的示意图如图4所示。其旋转式移动的方向可以是顺时针也可以是逆时针，图3、4所示中是以逆时针为例进行说明。每一次移动的角度也可以基于实际需要进行设置，例如可以结合摄像装置105可拍摄范围、对超声波定位距离的精度要求等等，来确定每一次旋转的角度。

在旋转式移动之后，各超声波装置103所对应的超声波定位方向、各摄像装置105所对应的拍摄方向将会位于另一方位，各超声波装置103再根据中央控制装置102的控制指令进行超声波定位，各摄像装置105再根据中央控制装置102的控制指令拍摄图像。重复上述过程，直至该环境侦测装置旋转一周，完成空间全景全部方位的超声波定位和图像采集。

在完成空间全景全部方位的超声波定位和图像采集定位后，无线通信模块106再基于中央控制装置102的控制指令将各超声波装置103得到的所有超声波定位数据、各拍摄装置105拍摄得到的所有图像数据发送给侦测控制终端。侦测控制终端可以基于各超声波装置103得到的所有超声波定位数据、各拍摄装置105拍摄得到的所有图像数据，建立三维空间坐标系模型，使得侦测控制终端可以建立一个三维全景来供用户产看，以便于用户能更直观地了解该环境侦测装置所处的具体环境情况。为了能够适用于各种不同类型的终端设备，本发明实施例中，也可以是由中央控制装置102基于各超声波装置103得到的所有超声波定位数据、各拍摄装置105拍摄得到的所有图像数据来建立三维空间坐标系模型，所得到的三维空间坐标系模型可以经由无线通信模块106发送给侦测控制终端。

具体示例三

在该具体示例中，相较于上述具体示例二中的方案而言，本示例中的环境侦测装置还包括设置在球状外壳101内的移动驱动电机109。图5中示出了该具体示例三中的环境侦测装置的结构示意图。结合图5所示，在该具体示例中，还包括设置在球体外壳101表面的导轨111,移动驱动电机109根据中央控制装置102的控制指令驱动摄像装置105、超声波装置103在导轨111上进行移动。

在该具体示例中，上述摄像装置105可以只有一个，上述超声波装置103也可以只有一个，超声波装置103与摄像装置105紧邻设置，上述导孔110可设置有两个以上，且均匀分布在如上所述的导轨111上。

需要说明的是，图5所示中仅结合导孔110的排布方式为例进行说明，其导孔110的数目和排布方式、以及该外半圆周式的导轨的设置，仅仅是一种示例性说明，基于实际需要，导孔110的数目、设置位置和排布方式以及外半圆式的导轨的设置可以做不同的设定。

基于该具体示例中的方式，在一个具体实现方式中，具体的处理过程可以是如下所述。

在该环境侦测装置到达目的地址后，伸缩支架驱动电机106根据中央控制装置102的控制指令驱动旋转支架107伸出球状外壳101的外侧，超声波装置103根据中央控制装置102的控制指令进行超声波定位，摄像装置105根据中央控制装置102的控制指令拍摄图像。在超声波装置103完成当前的超声波定位、摄像装置105完成当前的图像拍摄之后，中央控制装置102向移动驱动电机109发送控制指令，移动驱动电机109根据该控制指令驱动摄像装置105、超声波装置103在导轨111上进行移动，移动的幅度可以基于实际需要进行设定。在其中一种具体实现方式中，该移动驱动电机109可以为步进电机，移动驱动电机109驱动摄像装置105、超声波装置103在导轨111上移动一个步长的距离，具体的步长可以基于实际需要设定。

以图5所示为例，假设摄像装置105、超声波装置103原本位于与导孔1101对应的位置，移动之后，摄像装置105、超声波装置103会处于与图6所示的导孔1102对应的位置。随后，超声波装置103根据中央控制装置102的控制指令进行超声波定位，摄像装置105根据中央控制装置102的控制指令拍摄图像。在超声波装置103完成当前的超声波定位、摄像装置105完成当前的图像拍摄之后，中央控制装置102向移动驱动电机109发送控制指令，移动驱动电机109根据该控制指令驱动摄像装置105、超声波装置103在导轨111上进行移动。

重复上述过程，直至摄像装置105、超声波装置103在该导轨111上的指定位置均完成图像的拍摄和超声波定位。需要说明的是，图5、6所示中，是以摄像装置105、超声波装置103沿导轨111自下向上移动为例进行说明，基于实际需要，也可以是其他的移动顺序，只要导轨111上的各位置均移动到位了即可。

随后，中央控制装置102向旋转驱动电机108发送控制指令，旋转驱动电机108根据中央控制装置102的控制指令驱动球体外壳101或者环境侦测装置整体进行旋转式移动。移动后的环境侦测装置的示意图如图7所示。其旋转式移动的方向可以是顺时针也可以是逆时针，图7、8所示中是以逆时针为例进行说明。每一次移动的角度也可以基于实际需要进行设置，例如可以结合摄像装置105可拍摄范围、对超声波定位距离的精度要求等等，来确定每一次旋转的角度。

在旋转式移动之后，超声波装置103所对应的超声波定位方向、摄像装置105所对应的拍摄方向将会位于另一方位，例如与图7所示的导孔1103对应的位置。超声波装置103再根据中央控制装置102的控制指令进行超声波定位，摄像装置105再根据中央控制装置102的控制指令拍摄图像。

在超声波装置103完成当前的超声波定位、摄像装置105完成当前的图像拍摄之后，中央控制装置102向移动驱动电机109发送控制指令，移动驱动电机109根据该控制指令驱动摄像装置105、超声波装置103在导轨111上进行移动，移动至与图7所示的导孔1103对应的位置。超声波装置103再根据中央控制装置102的控制指令进行超声波定位，摄像装置105再根据中央控制装置102的控制指令拍摄图像。

重复上述移动、旋转的过程，直至该环境侦测装置旋转一周，完成空间全景全部方位的超声波定位和图像采集。

在完成空间全景全部方位的超声波定位和图像采集定位后，无线通信模块106再基于中央控制装置102的控制指令将超声波装置103得到的所有超声波定位数据、拍摄装置105拍摄得到的所有图像数据发送给侦测控制终端。侦测控制终端可以基于超声波装置103得到的所有超声波定位数据、拍摄装置105拍摄得到的所有图像数据，建立三维空间坐标系模型，使得侦测控制终端可以建立一个三维全景来供用户产看，以便于用户能更直观地了解该环境侦测装置所处的具体环境情况。为了能够适用于各种不同类型的终端设备，本发明实施例中，也可以是由中央控制装置102基于超声波装置103得到的所有超声波定位数据、拍摄装置105拍摄得到的所有图像数据来建立三维空间坐标系模型，所得到的三维空间坐标系模型可以经由无线通信模块106发送给侦测控制终端。

如图1所示，该实施例中的环境侦测装置还可以包括有GPS定位模块112，该GPS定位模块112设置在球状外壳101内，用于进行GPS定位获得GPS定位数据。该GPS定位模块112获得的GPS定位数据可以通过无线通信模块105发送给侦测控制终端，以便于侦测控制终端的用户及时了解该环境侦测装置所处的具体位置。

此外，如图1所示，本实施例中的环境侦测装置还可以包括有数据存储模块113，该数据存储模块113设置在球状外壳101内，可用于存储超声波装置103得到的超声波定位数据、拍摄装置105拍摄得到的图像数据以及GPS定位模块112获得的GPS定位数据。

此外，如图1所示，该自适应运动装置中还设置有电源模块114，通过电源模块114为中央控制装置102、超声波装置103、摄像装置104、无线通信模块105、伸缩支架驱动电机106、旋转驱动电机108、移动驱动电机109、GPS定位模块112、数据存储模块113等各模块供电。

其中，在本实施例的方案中，上述球状外壳101可以为抗冲击振动防护外壳，以便于能够应用到各种环境，尤其是极端环境，例如地震废墟等等。

根据如上所述的本发明实施例的环境侦测装置，本发明实施例还提供一种环境侦测系统，其包括如上所述的环境侦测装置以及上述侦测控制终端。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种环境侦测装置，其特征在于，包括：球状外壳，设置在所述球状外壳内的中央控制装置、摄像装置、超声波装置、无线通信模块；

所述超声波装置根据所述中央控制装置的控制指令进行超声波定位，获得超声波定位数据，所述摄像装置根据所述中央控制装置的控制指令拍摄图像，所述无线通信模块根据所述中央控制装置的控制指令将所述超声波定位数据以及所述摄像装置拍摄得到的图像数据发送给侦测控制终端；

所述环境侦测装置还包括设置在所述球状外壳内的移动驱动电机以及设置在所述球状外壳表面的导轨；所述导轨为外半圆式的导轨；所述移动驱动电机根据所述中央控制装置的控制指令驱动所述摄像装置、所述超声波装置在所述导轨上进行移动；

所述环境侦测装置还包括设置在所述球状外壳内的旋转支架、伸缩支架驱动电机、旋转驱动电机,所述伸缩支架驱动电机根据所述中央控制装置的控制指令驱动所述旋转支架伸出所述球状外壳外侧，所述旋转驱动电机根据所述中央控制装置的控制指令在所述超声波装置和所述摄像装置完成当前拍摄后驱动所述球体外壳进行旋转式移动，以使移动后所述超声波装置所对应的超声波定位方向和所述摄像装置所对应的拍摄方向位于另一方位。

2.根据权利要求1所述的环境侦测装置，其特征在于，所述摄像装置有两个以上，所述超声波装置有两个以上，所述超声波装置与所述摄像装置的数目相同且一对一紧邻设置。

3.根据权利要求1所述的环境侦测装置，其特征在于，所述摄像装置有两个以上，所述超声波装置有两个以上，所述超声波装置与所述摄像装置的数目相同且一对一紧邻设置，且均匀分布在所述球体外壳的一条外半圆周上。

4.根据权利要求1所述的环境侦测装置，其特征在于，所述移动驱动电机为步进电机。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的环境侦测装置，其特征在于，还包括设置在所述球状外壳内的数据存储模块，用于存储所述超声波定位数据以及所述图像数据。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的环境侦测装置，其特征在于：

还包括设置在所述球状外壳内的GPS定位模块，用于进行GPS定位获得GPS定位数据；

所述无线通信模块还将所述GPS定位数据发送给所述侦测控制终端。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的环境侦测装置，其特征在于，所述球状外壳为抗冲击振动防护外壳。

8.一种环境侦测系统，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的环境侦测装置以及所述侦测控制终端。