CN111076613A - 一种探扫未爆物的系统及其探扫方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及未爆物探测技术领域，公开了一种探扫未爆物的系统及其探扫方法，以快速确定区域内的未爆物，实现快速通道开辟和大面积雷场未爆物的排除；该系统包括用于根据预设的轨迹在待探扫区域内移动的移动载体；用于获取所述移动载体当前的位置信息，并将所述位置信息发送至主控中心的定位模块；用于检测待探扫区域内地表面的未爆物的图像信息，当检测到未爆物后将所述未爆物的图像信息发送至主控中心的图像探测模块；用于检测待探扫区域内地表下的未爆物信息，当检测到未爆物后将所述未爆物信息发送至主控中心的雷达模块；用于根据接收的所述位置信息、所述未爆物的图像信息、所述未爆物信息在预设的地图上标识未爆物的主控中心。

Description

一种探扫未爆物的系统及其探扫方法

技术领域

本发明涉及未爆物探测技术领域，尤其涉及一种探扫未爆物的系统及其探扫方法。

背景技术

地雷作为一种价格低廉的防御武器，在战争中被广泛使用，但在战后存在着诸多隐患和危害。在战争中遭受轰炸的区域内会遗留许多没有爆炸的炸弹，统称为未爆物。战后未爆物清理是重建工作的重要任务之一。据联合国教科文组织的报告称，目前全球仍存有众多枚的未爆物存在于超过某些国家。只要是爆发过战争的地方，就无法摆脱未爆物的困扰，遗留的未爆物会危及平民，妨碍重建，后患无穷。尽管战争结束了，但未爆物仍旧存在，其所在国家的人民生命财产都受到了严重的威胁。同时作为最难消除的战争遗迹，受限于经济和技术问题，未爆物得不到及时地排除，大量土地无法使用而废弃，是这些国家生产生活、战后重建面临的最大障碍。除了战后排雷需要进行地雷探测外，地面部队在行军作战时也会遇到地雷障碍。因此行军过程中的最大难点之一就是一条快速通道的开辟，而探测和排除行进路面或者路下的未爆物就变得尤为重要。同时对于平时官兵试验的雷场，也同样存在很多未爆物，且雷场的区域面积一般较大且地势不平坦，采用人工或者车辆都无法有效和快速的探测和排除未爆物。

虽然探测和排除未爆物器材多种多样，其使用的技术手段也不尽相同，但其探测的基本原理几乎依据的都是未爆物材料的物理特性、化学特性或其外形轮廓特征。根据所使用的技术方法的不同将目前的未爆物探测方法分为四大类:电子探测、机械探测、化学探测及动物探测。针对战场快速通道的开辟和大面积雷场未爆物的扫除，现有成熟的实施方式主要有两种，第一种是士兵手持探雷器对地面逐块区域进行探测和扫除，第二种是士兵操控防爆扫雷车进行探测和扫除。手持探雷器具有探雷速度较慢，且手持探雷器的士兵的生命安全无法保障等缺点。而扫雷车的机动性能较差、成本较高，另外通过这两种方法来开辟清扫地雷道路都需要一个共同的前提，即雷场中地雷的具体位置需要提前知晓，从而能够达到节省人力、物力、时间等资源的目的。目前，随着技术的发展，已经能够实现大量抛撒雷的快速机动布雷系统。在未来战场上，大量抛撒雷和常规地雷形成的雷场将会是部队作战面临的最大困难之一。

因此，如何快速确定区域内的未爆物，实现快速通道开辟和大面积雷场未爆物的排除成为一个急需解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种探扫未爆物的系统及其探扫方法，以快速确定区域内的未爆物，实现快速通道开辟和大面积雷场未爆物的排除。

为实现上述目的，本发明提供了一种探扫未爆物的系统，包括：

移动载体，用于根据预设的轨迹在待探扫区域内移动；

定位模块，用于获取所述移动载体当前的位置信息，并将所述位置信息发送至主控中心；

图像探测模块，用于检测待探扫区域内地表面的未爆物的图像信息，当检测到未爆物后将所述未爆物的图像信息发送至主控中心；

雷达模块，用于检测待探扫区域内地表下的未爆物信息，当检测到未爆物后将所述未爆物信息发送至主控中心；

主控中心，用于根据接收的所述位置信息、所述未爆物的图像信息、所述未爆物信息在预设的地图上标识未爆物。

优选地，还包括未爆物排除模块，所述主控中心还用于根据所述地图上标识的未爆物产生排雷指令，并发送排雷指令给未爆物排除模块；

所述未爆物排除模块用于根据接收的所述排雷指令排除未爆物。

优选地，所述图像探测模块包括红外子模块、激光子模块和可见光子模块，所述红外子模块、所述激光子模块和所述可见光子模块都与所述主控中心连接；

所述红外子模块用于获取待探扫区域内地表面的未爆物的红外图像信息；

所述激光子模块用于获取待探扫区域内地表面的未爆物的激光图像信息；

所述可见光子模块用于获取待探扫区域内地表面的未爆物的可见光谱图像信息；

所述主控中心还用于接收所述红外图像信息、所述激光图像信息、和所述可见光谱图像信息进行重构，得到融合后的图像信息。

优选地，所述图像探测模块还用于根据未爆物的图像信息判定未爆物的种类。

优选地，所述未爆物排除模块包括具有容腔的容纳结构和诱爆件，所述诱爆件置于所述容纳结构的容腔中。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种应用于上述探扫未爆物的系统的探扫方法，包括：

移动载体根据预设的轨迹在待探扫区域内移动；

定位模块获取所述移动载体当前的位置信息，并将所述位置信息发送至主控中心；

图像探测模块检测待探扫区域内地表面的未爆物的图像信息，当检测到未爆物后将所述未爆物的图像信息发送至主控中心；

雷达模块检测待探扫区域内地表下的未爆物信息，当检测到未爆物后将所述未爆物信息发送至主控中心；

主控中心根据接收的所述位置信息、所述未爆物的图像信息、所述未爆物信息在预设的地图上标识未爆物。

优选地，所述系统还包括未爆物排除模块，所述在预设的地图上标识未爆物后还包括步骤：

主控中心根据所述地图上标识的未爆物产生排雷指令，并发送排雷指令给未爆物排除模块；

所述未爆物排除模块根据接收的所述排雷指令排除未爆物。

优选地，所述图像探测模块包括红外子模块、激光子模块和可见光子模块，所述红外子模块、所述激光子模块和所述可见光子模块都与所述主控中心连接；所述检测待探扫区域内地表面的未爆物的图像信息包括：

采用所述红外子模块获取待探扫区域内地表面的未爆物的红外图像信息，并将所述红外图像信息发送至所述主控中心；

采用所述激光子模块获取待探扫区域内地表面的未爆物的激光图像信息，并将所述激光图像信息发送至所述主控中心；

采用所述可见光子模块获取待探扫区域内地表面的未爆物的可见光谱图像信息，并将所述可见光谱图像信息发送至所述主控中心；

所述主控中心还用于接收所述红外图像信息、所述激光图像信息、和所述可见光谱图像信息进行重构，得到融合后的图像信息。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种探扫未爆物的系统及其探扫方法，该系统包括用于根据预设的轨迹在待探扫区域内移动的移动载体；用于获取所述移动载体当前的位置信息，并将所述位置信息发送至主控中心的定位模块；用于检测待探扫区域内地表面的未爆物的图像信息，当检测到未爆物后将所述未爆物的图像信息发送至主控中心的图像探测模块；用于检测待探扫区域内地表下的未爆物信息，当检测到未爆物后将所述未爆物信息发送至主控中心的雷达模块；用于根据接收的所述位置信息、所述未爆物的图像信息、所述未爆物信息在预设的地图上标识未爆物的主控中心。该系统可以快速确定区域内的未爆物，实现快速通道开辟和大面积雷场未爆物的排除。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的探扫未爆物的系统结构示意图；图2是本发明优选实施例的图像信号处理原理示意图。

附图标记：

1、移动载体；2、定位模块；3、图像探测模块；4、雷达模块；5、未爆物排除模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

预防和打击爆炸犯罪活动受到全世界各国高度重视，目前使用的未爆物的探测方法在探测速度、探测距离等方面存在众多问题，例如，探测速度慢，一般基于人工或者车辆缓慢前行进行排雷，效率低下，对于大面积的排雷耗时耗力；探测和排除一般是分立进行，探测完成后人员或者车辆退出，排除人员或者车辆进入扫除；一般地上雷和地下雷通过不同的探测方式，未见一体化设计。由于存在上述问题，目前的未爆物的探测方法无法完全保证探测人员的安全。因此，如何实现快速准确的爆炸物探测，减少生命财产损失，是各个国家尤其是经历战争后的国家都面临的一个严峻问题。本发明的方法能够很好的解决上述问题。

本实施例中，首先按照图1所示的结构进行安装，图像探测模块、雷达模块以及未爆物排除三个模块通过机械装置位于无人机的下方，其中图像探测模块和未爆物排除模块设于移动载体的两侧，雷达模块处于移动载体的正下方，定位模块和通信模块以及无人机的供电模块等都位于移动载体的正上方以使得各模块可以获取更准确的检测信息，主控中心设于地面，可离无人机1km以内。需要说明的是，在进行上述安装时，还可以在一定范围内调整各模块的安装位置，只需满足各模块能进行正常检测即可，在达到该种目的的情况下，不论哪种安装方式，都在本发明的保护范围之内。

实施例1

本实施例提供一种探扫未爆物的系统，包括：

移动载体1，用于根据预设的轨迹在待探扫区域内移动；

定位模块2，用于获取移动载体当前的位置信息，并将位置信息发送至主控中心；

图像探测模块3，用于检测待探扫区域内地表面的未爆物的图像信息，当检测到未爆物后将未爆物的图像信息发送至主控中心；

雷达模块4，用于检测待探扫区域内地表下的未爆物信息，当检测到未爆物后将未爆物信息发送至主控中心；

主控中心，用于根据接收的位置信息、未爆物的图像信息、未爆物信息在预设的地图上标识未爆物。

上述定位模块、图像探测模块和雷达模块都设于移动载体上。

上述的探扫未爆物的系统，可以实现区域内的快速扫雷，实现快速通道开辟和大面积雷场未爆物的排除。

作为可变换的实施方式，该探扫未爆物的系统还包括未爆物排除模块5，主控中心还用于根据地图上标识的未爆物产生排雷指令，并发送排雷指令给未爆物排除模块；未爆物排除模块用于根据接收的排雷指令排除未爆物。本实施例中，未爆物排除模块包括具有容腔的容纳结构和诱爆件，诱爆件置于容纳结构的容腔中。

作为可变换的实施方式，图像探测模块包括红外子模块、激光子模块和可见光子模块，红外子模块、激光子模块和可见光子模块都与主控中心连接；红外子模块用于获取待探扫区域内地表面的未爆物的红外图像信息；激光子模块用于获取待探扫区域内地表面的未爆物的激光图像信息；可见光子模块用于获取待探扫区域内地表面的未爆物的可见光谱图像信息；主控中心还用于接收红外图像信息、激光图像信息、和可见光谱图像信息进行重构，得到融合后的图像信息。

作为可变换的实施方式，图像探测模块还用于根据未爆物的图像信息判定未爆物的种类。

实施例2

与上述实施例1相对应的，本实施例提供一种应用于上述探扫未爆物的系统的探扫方法，包括：

移动载体根据预设的轨迹在待探扫区域内移动；

定位模块获取所述移动载体当前的位置信息，并将所述位置信息发送至主控中心；

图像探测模块检测待探扫区域内地表面的未爆物的图像信息，当检测到未爆物后将所述未爆物的图像信息发送至主控中心；

雷达模块检测待探扫区域内地表下的未爆物信息，当检测到未爆物后将所述未爆物信息发送至主控中心；

主控中心根据接收的所述位置信息、所述未爆物的图像信息、所述未爆物信息在预设的地图上标识未爆物。

优选地，所述在预设的地图上标识未爆物后还包括步骤：

主控中心根据所述地图上标识的未爆物产生排雷指令，并发送排雷指令给未爆物排除模块；所述未爆物排除模块根据接收的所述排雷指令排除未爆物。

优选地，诱爆件可以用为诱爆弹，在具体地扫雷过程中，首先装入诱爆弹，将无人机作为移动载体，在主控中心对无人机的航线轨迹(预设的轨迹)进行规划，无人机根据该预设轨迹自动起飞，优选地，无人机地飞行高度设置为100m左右。需要说明的是，本发明并不对此做限定，在不同的应用场景可以相应修改无人机的飞行高度。

在飞行过程中，如图2所示，红外子模块、可见光子模块和激光子模块三种探测同时获得三种图像，其中，红外子模块获取的是待探扫区域内地表面的未爆物的红外图像信息；激光子模块获取的是待探扫区域内地表面的未爆物的激光图像信息；可见光子模块获取的是待探扫区域内地表面的未爆物的可见光谱图像信息。并将该三种图像信息通过网络交换机传输到主控中心，主控中心通过图像融合处理模块的数据处理部分(DSP)，图像融合处理模块对该三种图像分别经过矩阵变换、图像配准、灰度融合和色彩映射后进行加权平均处理，然后将获得的图像数据进行重构和融合得到一幅融合图像。从该融合图像中提取颜色、尺寸、形状等特征信息，并与预先存储的数据库中已有的未爆物的相应特征信息进行匹配以实现目标的识别。本实施例种，通过设置红外子模块、可见光子模块和激光子模块可以获得三种图像，并进一步对该三种图像进行分析，可以提高分析结果的精度。

值得说明的是，在引爆过程中，无人机按照探测模块给的目标位置信息，悬停于目标位置上方，并开始下降，下降至地面约10m高处时处于悬停，然后自动释放未爆物排除模块携带的诱爆弹，释放完成后无人机飞离地面至约100m高度处。然后诱爆弹自动引爆，排除未爆物，其中，对于地面未爆物和地下未爆物其处理的方式一致。

当完成未爆物排除后，无人机向主控中心发送排除信息，主控中心接收到排除信息后自动将未爆弹位置标记为已处置。

完成地雷处置后，无人机继续按照航线飞行，探测下一个目标。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种探扫未爆物的系统，其特征在于，包括：

移动载体，用于根据预设的轨迹在待探扫区域内移动；

定位模块，用于获取所述移动载体当前的位置信息，并将所述位置信息发送至主控中心；

图像探测模块，用于检测待探扫区域内地表面的未爆物的图像信息，当检测到未爆物后将所述未爆物的图像信息发送至主控中心；

雷达模块，用于检测待探扫区域内地表下的未爆物信息，当检测到未爆物后将所述未爆物信息发送至主控中心；

主控中心，用于根据接收的所述位置信息、所述未爆物的图像信息、所述未爆物信息在预设的地图上标识未爆物；

所述定位模块、所述图像探测模块和所述雷达模块都设于所述移动载体上。

2.根据权利要求1所述的探扫未爆物的系统，其特征在于，还包括未爆物排除模块，所述主控中心还用于根据所述地图上标识的未爆物产生排雷指令，并发送排雷指令给未爆物排除模块；

所述未爆物排除模块用于根据接收的所述排雷指令排除未爆物。

3.根据权利要求1所述的探扫未爆物的系统，其特征在于，所述图像探测模块包括红外子模块、激光子模块和可见光子模块，所述红外子模块、所述激光子模块和所述可见光子模块都与所述主控中心连接；

所述红外子模块用于获取待探扫区域内地表面的未爆物的红外图像信息；

所述激光子模块用于获取待探扫区域内地表面的未爆物的激光图像信息；

所述可见光子模块用于获取待探扫区域内地表面的未爆物的可见光谱图像信息；

所述主控中心还用于接收所述红外图像信息、所述激光图像信息、和所述可见光谱图像信息进行重构，得到融合后的图像信息。

4.根据权利要求1所述的探扫未爆物的系统，其特征在于，所述图像探测模块还用于根据未爆物的图像信息判定未爆物的种类。

5.根据权利要求2所述的探扫未爆物的系统，其特征在于，所述未爆物排除模块包括具有容腔的容纳结构和诱爆件，所述诱爆件置于所述容纳结构的容腔中。

6.一种应用于上述权利要求1-5任一所述探扫未爆物的系统的探扫方法，其特征在于，包括：

控制移动载体根据预设的轨迹在待探扫区域内移动；

获取所述移动载体当前的位置信息，并将所述位置信息发送至主控中心；

检测待探扫区域内地表面的未爆物的图像信息，当检测到未爆物后将所述未爆物的图像信息发送至主控中心；

检测待探扫区域内地表下的未爆物信息，当检测到未爆物后将所述未爆物信息发送至主控中心；

根据接收的所述位置信息、所述未爆物的图像信息、所述未爆物信息在预设的地图上标识未爆物。

7.根据权利要求6所述的探扫方法，其特征在于，所述系统还包括未爆物排除模块，所述在预设的地图上标识未爆物后还包括步骤：

主控中心根据所述地图上标识的未爆物产生排雷指令，并发送排雷指令给未爆物排除模块；

所述未爆物排除模块根据接收的所述排雷指令排除未爆物。

8.根据权利要求6所述的探扫方法，其特征在于，所述图像探测模块包括红外子模块、激光子模块和可见光子模块，所述红外子模块、所述激光子模块和所述可见光子模块都与所述主控中心连接；所述检测待探扫区域内地表面的未爆物的图像信息包括：

采用所述红外子模块获取待探扫区域内地表面的未爆物的红外图像信息，并将所述红外图像信息发送至所述主控中心；

采用所述激光子模块获取待探扫区域内地表面的未爆物的激光图像信息，并将所述激光图像信息发送至所述主控中心；

采用所述可见光子模块获取待探扫区域内地表面的未爆物的可见光谱图像信息，并将所述可见光谱图像信息发送至所述主控中心；

所述主控中心还用于接收所述红外图像信息、所述激光图像信息、和所述可见光谱图像信息进行重构，得到融合后的图像信息。

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