CN107132584A - 一种基于激光屏障的目标探测系统及方法 - Google Patents

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杨星
胡以华
陈杰
刘方正
朱东涛
邵慧
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Jiaxing One Yang Photoelectric Technology Co Ltd
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Jiaxing One Yang Photoelectric Technology Co Ltd
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    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/12—Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver
    • G—PHYSICS
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/181—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems
    • G08B13/187—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems by interference of a radiation field

Abstract

本发明公开了一种基于激光屏障的目标探测系统及方法，通过扫描控制模块控制激光收发结构在一定角度内扫描，形成一堵激光屏障，激光定标模块根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度信息确定标准屏障参数；激光探测模块根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度信息确定当前激光屏障的形状参数，并与标准屏障参数进行比较，当发生人员侵入、无人机侵入、机器人投放侵入时，激光探测模块输出与标准屏障形状参数差异超过阀值对应的角度范围和距离信息，作为发现目标的方位信息；本发明兼顾人员、无人机、机器人投放三种入侵方式的有效探测，尤其是能够解决城市复杂环境下超低空无人机的探测发现问题。

Description

一种基于激光屏障的目标探测系统及方法
技术领域
本发明属于目标探测、安防、公共安全领域，涉及一种目标探测系统，具体是一种基于激光屏障的目标探测系统及方法。
背景技术
对于敏感地区的蓄意入侵主要有人员侵入、无人机侵入、机器人投放侵入三种类型。对于人员侵入，传统方式主要采用视频监控、红外对射、光纤传感器等探测方式，形成了诸多成熟的产品。对较为隐蔽的无人机侵入和机器人投放侵入，这些传统方式很可能被有效规避。尤其是无人机的侵扰日益频发，关于低小慢目标的准确探测迅速引起诸多领域的关注。因此，急需能够同时有效探测人员侵入、无人机侵入、机器人投放侵入的方法和产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于激光屏障的目标探测系统及方法，兼顾人员、无人机、机器人投放三种入侵方式的有效探测。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于激光屏障的目标探测系统，包括由激光发射模块和激光接收模块组成的激光信号收发机构，所述激光发射模块连接扫描控制模块，所述激光接收模块分别连接激光定标模块和激光探测模块；
所述激光发射模块，用于向激光接收模块发射激光信号；
所述扫描控制模块，用于控制激光发射模块在指定的角度范围内扫描，形成一堵激光屏障；其中，所述指定的角度范围为一个扫描周期；
所述激光接收模块，用于接收激光发射模块发射的激光信号，返回激光回波信号，并将激光回波信号和扫描角度范围一并输出到激光定标模块或激光探测模块；
所述激光定标模块，根据每个扫描周期内的激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数，当该形状参数在指定的时间阀值内保持不变时，将该形状参数记录为标准屏障形状参数；
所述激光探测模块，根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数，并与标准屏障形状参数进行比较，输出与标准屏障形状参数差异超过阀值对应的角度和距离信息，作为发现目标的方位信息。
进一步地，所述激光屏障的形状参数为按其扫描角度范围划分的测距信息。
一种基于激光屏障的目标探测方法，包括以下步骤：
步骤S1，首先，设置激光信号收发机构扫描的角度范围，并将指定的角度范围作为一个扫描周期；
步骤S2，扫描控制模块控制激光发射模块向激光接收模块发射激光信号，控制其在指定的角度范围内扫描，激光接收模块返回激光回波信号，形成一堵激光屏障；
步骤S3，激光接收模块将激光回波信号与扫描角度范围一并发送至激光定标模块；
步骤S4，激光定标模块根据每个扫描周期内的激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数；
步骤S5，步骤S4中激光屏障的形状参数在指定的时间阀值内保持不变时，将该形状参数记录为标准屏障形状参数；
步骤S6，步骤S5中形成标准屏障参数后，激光接收模块将激光回波信号与扫描角度范围一并发送至激光探测模块；
步骤S7，激光探测模块根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数，并与步骤S5中的标准屏障形状参数进行比较；
步骤S8，当发生人员侵入、无人机侵入、机器人投放侵入时，激光探测模块输出与标准屏障形状参数差异超过阀值对应的角度范围和距离信息，作为发现目标的方位信息。
本发明的有益效果：本发明提供的基于激光屏障的目标探测系统及方法，通过扫描控制模块控制激光收发结构在一定角度内扫描，形成一堵激光屏障，激光定标模块根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度信息确定标准屏障形状参数；激光探测模块根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度信息确定当前激光屏障的形状参数，并与标准屏障形状参数进行比较，输出与标准屏障形状参数差异超过阈值对应的角度和距离信息，作为发现目标的方位信息，本发明兼顾人员、无人机、机器人投放三种入侵方式的有效探测，尤其是能够解决城市复杂环境下超低空无人机的探测发现问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种基于激光屏障的目标探测系统，包括由激光发射模块和激光接收模块组成的激光信号收发机构，激光信号收发模块分别连接扫描控制模块、激光定标模块以及激光探测模块。
激光发射模块，用于向激光接收模块发射激光信号。
扫描控制模块，用于控制激光发射模块在指定的角度范围内扫描，形成一堵激光屏障；其中，指定的角度范围为一个扫描周期。
激光接收模块，用于接收激光发射模块发射的激光信号，返回激光回波信号，并将激光回波信号和扫描角度范围一并输出到激光定标模块或激光探测模块。
激光定标模块，根据每个扫描周期内的激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数，当该形状参数在指定的时间阀值内保持不变时，将该形状参数记录为标准屏障形状参数；其中，激光屏障的形状参数为按其扫描角度范围划分的测距信息。
激光探测模块，根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数，并与标准屏障形状参数进行比较，输出与标准屏障形状参数差异超过阀值对应的角度和距离信息，作为发现目标的方位信息。
一种基于激光屏障的目标探测方法，包括以下步骤：
步骤S1，首先，设置激光信号收发机构扫描的角度范围，并将指定的角度范围作为一个扫描周期。
步骤S2，扫描控制模块控制激光发射模块向激光接收模块发射激光信号，控制其在指定的角度范围内扫描，激光接收模块返回激光回波信号，形成一堵激光屏障。
步骤S3，激光接收模块将激光回波信号与扫描角度范围一并发送至激光定标模块。
步骤S4，激光定标模块根据每个扫描周期内的激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数。
步骤S5，步骤S4中激光屏障的形状参数在指定的时间阀值内保持不变时，将该形状参数记录为标准屏障形状参数。
步骤S6，步骤S5中形成标准屏障参数后，激光接收模块将激光回波信号与扫描角度范围一并发送至激光探测模块。
步骤S7，激光探测模块根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数，并与步骤S5中的标准屏障形状参数进行比较。
步骤S8，当发生人员侵入、无人机侵入、机器人投放侵入时，激光探测模块输出与标准屏障形状参数差异超过阀值对应的角度范围和距离信息，作为发现目标的方位信息。
本发明提供的基于激光屏障的目标探测系统及方法，通过扫描控制模块控制激光收发结构在一定角度内扫描，形成一堵激光屏障，激光定标模块根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度信息确定标准屏障参数；激光探测模块根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度信息确定当前激光屏障的形状参数，并与标准屏障参数进行比较，输出与标准屏障形状参数差异超过阈值对应的角度和距离信息，作为发现目标的方位信息，本发明兼顾人员、无人机、机器人投放三种入侵方式的有效探测，尤其是能够解决城市复杂环境下超低空无人机的探测发现问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于激光屏障的目标探测系统，其特征在于：包括由激光发射模块和激光接收模块组成的激光信号收发机构，所述激光发射模块连接扫描控制模块，所述激光接收模块分别连接激光定标模块和激光探测模块；
所述激光发射模块，用于向激光接收模块发射激光信号；
所述扫描控制模块，用于控制激光发射模块在指定的角度范围内扫描，形成一堵激光屏障；其中，所述指定的角度范围为一个扫描周期；
所述激光接收模块，用于接收激光发射模块发射的激光信号，返回激光回波信号，并将激光回波信号和扫描角度范围一并输出到激光定标模块或激光探测模块；
所述激光定标模块，根据每个扫描周期内的激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数，当该形状参数在指定的时间阀值内保持不变时，将该形状参数记录为标准屏障参数；
所述激光探测模块，根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数，并与标准屏障形状参数进行比较，输出与标准屏障形状参数差异超过阀值对应的角度和距离信息，作为发现目标的方位信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光屏障的目标探测系统，其特征在于：所述激光屏障的形状参数为按其扫描角度范围划分的测距信息。
3.一种基于激光屏障的目标探测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1，首先，设置激光信号收发机构扫描的角度范围，并将指定的角度范围作为一个扫描周期；
步骤S2，扫描控制模块控制激光发射模块向激光接收模块发射激光信号，控制其在指定的角度范围内扫描，激光接收模块返回激光回波信号，形成一堵激光屏障；
步骤S3，激光接收模块将激光回波信号与扫描角度范围一并发送至激光定标模块；
步骤S4，激光定标模块根据每个扫描周期内的激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数；
步骤S5，步骤S4中激光屏障的形状参数在指定的时间阀值内保持不变时，将该形状参数记录为标准屏障形状参数；
步骤S6，步骤S5中形成标准屏障参数后，激光接收模块将激光回波信号与扫描角度范围一并发送至激光探测模块；
步骤S7，激光探测模块根据每个扫描周期内激光测距和扫描角度范围确定当前激光屏障的形状参数，并与步骤S5中的标准屏障形状参数进行比较；
步骤S8，当发生人员侵入、无人机侵入、机器人投放侵入时，激光探测模块输出与标准屏障形状参数差异超过阀值对应的角度范围和距离信息，作为发现目标的方位信息。
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