CN111596371B - 铁磁目标探测方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种铁磁目标探测方法、装置及系统，其中，方法应用于信息处理平台，信息处理平台与无人机进行通信，无人机上搭载磁探测阵列单元和光学探测单元，方法包括：确定铁磁目标的探测模式；当无人机飞至探测区域时，根据探测模式，控制磁探测阵列单元和光学探测单元中的一个或多个进行探测；根据磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和/或光学探测单元探测得到的地面图像，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。由此，可以实现有针对性地对铁磁目标进行探测，提升探测结果的准确性以及探测效率，并且，无需用户手动探测铁磁目标，可以避免人工探测铁磁目标带来的安全隐患。

Description

铁磁目标探测方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及物体探测技术领域，尤其涉及一种铁磁目标探测方法、装置及系统。

背景技术

通常，靶场、战后地区会遗留未爆弹药(地上或地下)需要探测排除，同时，城市地下存在大量管道需要探测与标识，因此，如何探测上述铁磁目标至关重要。

相关技术中，通过作业人员手动携带探测设备，对铁磁目标进行探测，然而手动探测方式存在速度较慢的问题，并且当铁磁目标为遗留未爆弹药时，手动探测方式还存在较大的危险。因而，如何安全、快速进行探测作业，是一个亟待解决的难题。

发明内容

本发明提供一种铁磁目标探测方法、装置及系统，以实现有针对性地对铁磁目标进行探测，提升探测结果的准确性以及探测效率，并且，无需用户手动探测铁磁目标，可以避免人工探测铁磁目标带来的安全隐患，提供了一种安全且效率较高的铁磁目标探测方法，用于解决现有技术中由人工探测铁磁目标存在效率低，且具有较高的安全隐患的技术问题。

本发明一方面实施例提供一种铁磁目标探测方法，所述方法应用于信息处理平台，所述信息处理平台与无人机进行通信，所述无人机上搭载磁探测阵列单元和光学探测单元，所述方法包括以下步骤：

确定铁磁目标的探测模式；

当所述无人机飞至探测区域时，根据所述探测模式，控制所述磁探测阵列单元和所述光学探测单元中的一个或多个进行探测；

根据所述磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和/或所述光学探测单元探测得到的地面图像，从所述探测区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置。

本发明另一方面实施例提供一种铁磁目标探测装置，应用于信息处理平台，所述信息处理平台与无人机进行通信，所述无人机上搭载磁探测阵列单元和光学探测单元，所述装置包括：

探测模式确定模块，用于确定铁磁目标的探测模式；

探测控制模块，用于当所述无人机飞至探测区域时，根据所述探测模式，控制所述磁探测阵列单元和所述光学探测单元中的一个或多个进行探测；

信息处理模块，用于根据所述磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和/或所述光学探测单元探测得到的地面图像，从所述探测区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置。

本发明又一方面实施例提供一种铁磁目标探测系统，包括信息处理平台、无人机、磁探测阵列单元和光学探测单元，其中，所述信息处理平台上包括显示扫描地图的显示界面、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如本发明前述实施例提出的铁磁目标探测方法。

本发明提供的技术方案，至少具有如下技术效果：

确定铁磁目标的探测模式，当无人机飞至探测区域时，根据探测模式，控制磁探测阵列单元和光学探测单元中的一个或多个进行探测，之后根据磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和/或光学探测单元探测得到的地面图像，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。由此，根据探测模式，控制磁探测阵列单元和光学探测单元中的一个或多个对探测区域中的铁磁目标进行探测，可以实现有针对性地对铁磁目标进行探测，提升探测结果的准确性以及探测效率。并且，无需用户手动探测铁磁目标，可以避免人工探测铁磁目标带来的安全隐患，提供了一种安全且效率较高的铁磁目标探测方法。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例一所提供的铁磁目标探测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二所提供的铁磁目标探测方法的流程示意图；

图3(a)为本发明实施例中无人机的飞行轨迹示意图一；

图3(b)为本发明实施例中无人机的飞行轨迹示意图二；

图4为本发明实施例中无人机的探测场景示意图；

图5为本发明实施例三所提供的铁磁目标探测方法的流程示意图；

图6(a)为本发明实施例中磁探测阵列单元的结构示意图一；

图6(b)为本发明实施例中磁探测阵列单元的结构示意图二；

图6(c)为本发明实施例中磁探测阵列单元的结构示意图三；

图6(d)为本发明实施例中磁探测阵列单元的结构示意图四；

图7为本发明实施例四所提供的铁磁目标探测方法的流程示意图；

图8为本发明实施例五所提供的铁磁目标探测方法的流程示意图；

图9为本发明实施例六所提到的铁磁目标探测方法的流程示意图；

图10为本发明实施例七所提到的铁磁目标探测方法的流程示意图；

图11为本发明实施例中地面图像的修正过程示意图；

图12是本发明实施例八所提供的铁磁目标探测装置的结构示意图；

图13是本发明实施例九所提供的铁磁目标探测装置的结构示意图；

图14是本发明实施例十所提供的铁磁目标探测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的铁磁目标探测方法、装置和系统。

图1为本发明实施例一所提供的铁磁目标探测方法的流程示意图。

本发明实施例的铁磁目标探测方法可以应用于信息处理平台，信息处理平台与无人机进行通信，无人机上搭载磁探测阵列单元和光学探测单元。

其中，磁探测阵列单元可以由至少两个磁传感器组成，例如，可以由2个、3个、4个、5个、…磁传感器组成，对此不作限制。

如图1所示，该铁磁目标探测方法可以包括以下步骤：

步骤101，确定铁磁目标的探测模式。

本发明实施例中，铁磁目标为铁磁性金属物质，例如可以为管道，通过本发明的探测方法，可以在城市管道探测场景中对管道进行探测标记，或者，可以为弹药、手雷等具有爆炸风险的危险物，可以在探测区域，对上述危险物进行探测清除，为了便于描述，本发明以铁磁目标为弹药、手雷等具有爆炸风险的危险物进行示例。

本发明实施例中，可以根据铁磁目标的位置特征，确定上述探测模式，或者，可以根据铁磁目标的位置特征生成探测任务，根据探测任务确定上述探测模式。其中，当探测任务不同时，或者，当铁磁目标的位置特征不同时，探测模式可以不同。

可以理解的是，当用户对探测区域较为了解时，用户可以确定探测任务或铁磁目标的位置特征，从而可以确定铁磁目标的探测模式。例如，当探测任务为探测地面撒布的地雷、不会钻入地面的子弹药时，即铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面上方，此时，探测模式可以为模式一；当探测任务为探测钻入地下的弹药，并且弹孔经自然环境的影响完全消失时，即铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面下方且地面未包含铁磁目标落下时留下的孔洞，此时，探测模式可以为模式二；当探测任务为探测钻入地下的弹药，并且弹孔未消失时，即铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面下方且地面包含铁磁目标落下时留下的孔洞，此时，探测模式为模式三。需要说明的是，当用户对探测区域并不了解时，或者，用户对探测区域遗留的弹药不确定时，此时，无法确定铁磁目标的位置特征，即铁磁目标的位置特征指示铁磁目标的位置未知，比如，铁磁目标可以位于地面上方，或者可以位于地面下方(无论地面是否包含铁磁目标落下时留下的孔洞)，或者可以同时位于地面上方和地面下方，此时，探测模式为模式四。

应该理解的是，上述仅以用户根据探测区域的了解或者用户经验，确定探测任务或铁磁目标的位置特征示例，实际应用时，还可以根据采集的图像确定探测任务、铁磁目标的位置特征和探测模式，例如，若采集的图像上仅存在地面上的铁磁目标，则可以确定探测模式为模式一；若采集的图像上未存在地面上的铁磁目标，并且地面上也未包含铁磁目标落下时留下的孔洞，则可以确定探测模式为模式二；若采集的图像上未存在地面上的铁磁目标，并且地面上包含铁磁目标落下时留下的孔洞，则可以确定探测模式为模式三；若采集的图像上存在地面上的铁磁目标，且地面上包含铁磁目标落下时留下的孔洞，则可以确定探测模式为模式四。

步骤102，当无人机飞至探测区域时，根据探测模式，控制磁探测阵列单元和光学探测单元中的一个或多个进行探测。

本发明实施例中，无人机可以由旋翼无人机、飞控系统、无线信息传输设备等组成，用于搭载磁探测阵列单元和光学探测单元对探测区域进行探测。探测区域可由探测场景需要进行圈定，例如，可以根据探测任务，确定对应的探测区域。

本发明实施例中，当需要对探测区域进行探测时，可以由信息处理平台控制无人机飞行至探测区域，而后可以根据探测模式，控制磁探测阵列单元和光学探测单元中的一个或多个进行探测。

具体地，当探测模式为模式一时，此时，由于仅存在地面上方的铁磁目标，可以仅由光学探测单元进行探测。由于光学探测单元的视角较宽，可以极大地提升探测效率。

当探测模式为模式二时，此时，由于仅存在地面下方的铁磁目标，因此，可以仅由磁探测阵列单元进行探测。虽然磁探测阵列单元的探测视角小于光学探测单元，但是，由磁探测阵列单元对铁磁目标进行探测，可以提升探测结果的准确性。

当探测模式为模式三时，此时，铁磁目标虽然位于地面下方，但是，由于地面包含铁磁目标落下时留下的孔洞，为了提升探测效率，可以首先控制光学探测单元对探测区域进行探测以得到地面图像，而后提取地面图像的图像特征，根据上述图像特征从探测区域中确定包含铁磁目标的候选区域，即确定孔洞所在的候选区域，之后，可以控制磁探测阵列单元仅在候选区域对铁磁目标进行探测，可以实现有针对性的对铁磁目标进行探测，极大地提升探测效率。

当探测模式为模式四时，铁磁目标的位置未知，比如，铁磁目标可以位于地面上方，或者可以位于地面下方(无论地面是否包含铁磁目标落下时留下的孔洞)，或者可以同时位于地面上方和地面下方，此时，可以控制磁探测阵列单元和光学探测单元同步对探测区域进行探测，以提升探测结果的准确性。

本发明实施例中，根据铁磁目标的位置特征，选择合适的探测模式，对探测区域进行探测，可以实现有针对性的对探测区域进行探测，提升探测结果的准确性以及探测效率。

需要说明的是，当信息处理平台控制无人机在探测区域飞行时，可以控制无人机在探测区域按照设定的飞行轨迹，并且与探测模式匹配的探测高度进行飞行。具体地，当探测模式为模式一时，此时，由于光学探测单元的视角较大精度较高，因此，为了提升探测效率，可以控制无人机在较高的高度进行飞行，例如控制无人机在离地20米的高度进行飞行；当探测模式为模式二时，此时，由于磁探测阵列单元的视角较低，为了提升探测结果的准确性，可以控制无人机在较低的高度进行飞行，例如控制无人机在离地2米的高度进行飞行；当探测模式为模式三时，可以先控制无人机在较高的高度进行飞行，由光学探测单元进行探测，当确定候选区域后，再控制无人机在较低的高度进行飞行，由磁探测阵列单元对候选区域进行探测；当测模式为模式四时，由于需要磁探测阵列单元和光学探测单元同步探测，因此，可以控制无人机在较低的高度进行飞行。

步骤103，根据磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和/或光学探测单元探测得到的地面图像，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

本发明实施例中，当探测模式为模式一时，可以直接根据光学探测单元对探测区域进行探测得到地面图像，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

当探测模式为模式二时，可以直接根据磁探测阵列单元对探测区域进行探测得到的磁感应信号，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

当探测模式为模式三时，可以根据磁探测阵列单元对候选区域进行探测得到的磁感应信号，从候选区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

当探测模式为模式四时，可以根据光学探测单元探测得到的地面图像，确定地面上方的铁磁目标，以及确定孔洞所在的候选区域，同时根据磁探测阵列单元对探测区域进行探测得到的磁感应信号，确定地面下方的铁磁目标，以及候选区域附近的铁磁目标。具体地，可以对光学探测单元探测得到的地面图像提取图像特征，之后，根据图像特征，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置和/或包含铁磁目标的候选区域，同时，根据磁探测阵列单元对探测区域进行探测得到的磁感应信号，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置，和/或，根据磁探测阵列单元对候选区域进行探测所得到的磁感应信号，从候选区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

本发明实施例的铁磁目标探测方法，通过确定铁磁目标的探测模式，当无人机飞至探测区域时，根据探测模式，控制磁探测阵列单元和光学探测单元中的一个或多个进行探测，之后根据磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和/或光学探测单元探测得到的地面图像，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。由此，根据探测模式，控制磁探测阵列单元和光学探测单元中的一个或多个对探测区域中的铁磁目标进行探测，可以实现有针对性地对铁磁目标进行探测，提升探测结果的准确性以及探测效率。并且，无需用户手动探测铁磁目标，可以避免人工探测铁磁目标带来的安全隐患，提供了一种安全且效率较高的铁磁目标探测方法。

作为一种应用场景，当探测任务为探测地面撒布的地雷、不会钻入地面的子弹药时，铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面上方，此时，探测模式为模式一，为了提升探测效率，可以直接控制无人机在较高的高度进行飞行，同时，可以控制光学探测单元对探测区域进行探测，以确定铁磁目标所在的目标位置。下面结合图2，对上述过程进行详细说明。

图2为本发明实施例二所提供的铁磁目标探测方法的流程示意图。

如图2所示，该铁磁目标探测方法可以包括以下步骤：

步骤201，当铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面上方时，控制无人机飞行至第一高度。

本发明实施例中，第一高度为较高的高度，例如可以为20米。其中，第一高度可以根据光学检测单元的性能确定，当光学检测单元的视角越大或者精度越高时，第一高度越高，反之，当光学检测单元的视角越小或者精度越低时，第一高度越低。铁磁目标的位置特征可以根据用户经验确定，或者，还可以根据采集的图像确定，对此不作限制。

可以理解的是，当铁磁目标为弹药、手雷等具有爆炸风险的危险物时，铁磁目标位于地面上时，地面上必然具有相应的表征，这种表征会反映到图像中。因此，可以从采集的图像中，识别出地面上是否具有铁磁目标，即可以根据采集的图像确定铁磁目标的位置特征。

步骤202，控制光学探测单元进行探测。

本发明实施例中，当铁磁目标位于地面上方时，可以仅由光学探测单元进行探测，由于光学探测单元的视角较宽且精度较高，因而，无人机可以在相对较高的区域上飞行，即控制无人机在第一高度进行飞行。

步骤203，根据光学探测单元探测得到的地面图像，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

可以理解的是，当探测区域中包含铁磁目标时，例如地面上遗留未爆炸物时，地面上必然具有相应的表征，这种表征会反映到地面图像中，比如，炮弹遗留在地面上，则在采集地面图像时，必然会发现炮弹图像，该炮弹图像包括完整的炮弹的图像，也包括炮弹的零件或者炸开后的炮弹片的图像等。

因此，本发明实施例中，可以根据光学探测单元探测得到的地面图像，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

作为一种可能的实现方式，预先以不同的拍摄视角，采集包括不同铁磁目标的拍摄图像，并提取拍摄图像中的相应铁磁目标的图像特征，得到各参考图像特征。在光学探测单元探测得到地面图像后，可以提取地面图像的图像特征，并将图像特征与各参考图像特征进行匹配，将地面图像中图像特征与参考图像特征匹配的区域的位置信息，作为铁磁目标所在的目标位置。

例如，在光学探测单元对探测区域进行探测时，无人机上的定位设备可以采集定位出当前无人机的飞行坐标。其中，定位设备可以包括雷达探测设备、北斗定位设备等。由于在实际实行过程中，为了较清晰的探测区域，无人机距离地面的高度较低，因而，无人机的飞行坐标与探测区域的地理位置信息接近，因此，在本实施例中，可以基于定位设备检测的信息作为探测区域的地理位置信息。当然，也可以直接从地图系统中，比如百度地图等中，直接获取与探测区域对应的地理位置信息，进而，可以将该地理位置信息携带在地面图像中。从而可以根据地面图像，定位出铁磁目标的目标位置信息。

需要说明的是，在无人机实际飞行过程中，为了确保光学探测单元探测得到的地面图像完全覆盖探测区域，可以设计无人机的飞行轨迹，比如，可以控制无人机按照如图3(a)所示的轨迹进行飞行，即控制无人机按照箭头所示方向，自东西方向来回逐行飞行，又比如，如图3(b)所示，控制无人机按照箭头所示方向，自南北方向来回逐行飞行。

作为一种示例，参见图4，当确定无人机的飞行轨迹和探测高度后，可以控制无人机按照预设速度v，沿着飞行轨迹进行飞行。

本发明实施例中，由光学探测单元直接探测地面上的铁磁目标，可以提升铁磁目标的探测效率。

作为另一种应用场景，当探测任务为探测钻入地下的弹药，并且弹孔经自然环境的影响完全消失时，铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面下方且地面未包含铁磁目标落下时留下的孔洞，此时，探测模式为模式二，为了提升探测结果的准确性，可以直接控制无人机在较低的高度进行飞行，同时，可以控制磁探测阵列单元对探测区域进行探测，以确定铁磁目标所在的目标位置。下面结合图5，对上述过程进行详细说明。

图5为本发明实施例三所提供的铁磁目标探测方法的流程示意图。

如图5所示，该铁磁目标探测方法可以包括以下步骤：

步骤301，当铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面下方且地面未包含铁磁目标落下时留下的孔洞时，控制无人机飞行至第二高度。

本发明实施例中，第二高度为较低的高度，例如可以为2米。其中，第二高度可以根据磁探测阵列单元的性能确定，当磁探测阵列单元的性能越好时，第二高度越高，反之，当磁探测阵列单元的性能越差时，第二高度越低。铁磁目标的位置特征可以根据用户经验确定，或者，还可以根据采集的图像确定，对此不作限制。

可以理解的是，当铁磁目标为弹药、手雷等具有爆炸风险的危险物时，铁磁目标落下时，在地面上留下的孔洞与一般的孔洞不同，具有一定的特征，例如，炮弹落在地面上留下的孔洞与老鼠洞不同。基于上述特征，可以从采集的图像中，识别出铁磁目标落下时留下的孔洞。后续实施例将详细介绍，在此不做赘述。

步骤302，控制磁探测阵列单元进行探测。

本发明实施例中，当铁磁目标位于地面下方且地面未包含铁磁目标落下时留下的孔洞时，可以仅由磁探测阵列单元进行探测，由于磁探测阵列单元的视角较窄，因此，可以控制无人机在相对较低的区域上进行飞行，即控制无人机在第二高度进行飞行。

作为一种示例，当磁探测阵列单元由2个磁传感器组成时，参见图6(a)，两个磁传感器可以水平设置，或者，参见图6(b)，两个磁传感器可以垂直设置。当磁探测阵列单元由3个磁传感器组成时，三个磁传感器可以如图6(c)所示方式进行设置。当磁探测阵列单元由4个磁传感器组成时，四个磁传感器可以如图6(d)所示方式进行设置。需要说明的是，本发明仅以磁传感器的设置规则如图6(a)至6(d)所示示例，实际应用时，用户可以根据应用场景或者自身需求，对每个磁传感器的位置进行设置，对此不作限制。

步骤303，根据磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

应当理解的是，磁探测阵列单元探测非铁磁性金属物质得到的磁感应信号，与探测铁磁性金属物质得到的磁感应信号是不同的，比如，炮弹对应的磁感应信号是不同于垃圾、草木等。因此，铁磁目标对应的磁感应信号具有区分其他非铁磁性金属物质的特性。基于上述特性，可以根据磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

本发明实施例中，由磁探测阵列单元直接探测地面下方的磁铁目标，可以提升铁磁目标探测结果的准确性。

作为又一种应用场景，当探测任务为探测钻入地下的弹药，并且弹孔未消失时，铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面下方且地面包含铁磁目标落下时留下的孔洞，此时，探测模式为模式三，为了提升探测效率，可以首先控制光学探测单元对探测区域进行探测以得到地面图像，而后提取地面图像的图像特征，根据上述图像特征从探测区域中确定包含铁磁目标的候选区域，即确定孔洞所在的候选区域，之后，可以控制磁探测阵列单元仅在候选区域对铁磁目标进行探测，可以实现有针对性的对铁磁目标进行探测，极大地提升探测效率。下面结合图7，对上述过程进行详细说明。

图7为本发明实施例四所提供的铁磁目标探测方法的流程示意图。

如图7所示，该铁磁目标探测方法可以包括以下步骤：

步骤401，当铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面下方且地面包含铁磁目标落下时留下的孔洞时，控制无人机飞行至第一高度。

步骤402，控制光学探测单元对探测区域进行探测以得到地面图像。

本发明实施例中，铁磁目标虽然位于地面下方，但是，由于地面包含铁磁目标落下时留下的孔洞，为了提升探测效率，可以首先控制无人机飞行至较高的第一高度后，控制光学探测单元对探测区域进行探测以得到地面图像。

步骤403，提取地面图像的图像特征。

本发明实施例中，可以基于深度学习的图像处理技术，从地面图像中提取出图像特征，或者，可以基于相关技术中的特征提取算法，从地面图像中提取出图像特征，对此不作限制。

步骤404，根据图像特征，从探测区域中确定包含铁磁目标的候选区域。

可以理解的是，铁磁目标落下时，可能并非垂直落下，因此，铁磁目标可能并未位于孔洞的正下方，因此，本发明中，可以首先识别出包含孔洞的候选区域。具体地，可以预先根据不同铁磁目标落下时的孔洞图像，提取出对应的孔洞所在区域的图像特征，得到各参考图像特征，在光学探测单元探测得到地面图像后，可以提取地面图像的图像特征，并将图像特征与各参考图像特征进行匹配，将地面图像中图像特征与参考图像特征匹配的区域，作为候选区域。

步骤405，控制无人机下降至第二高度。

步骤406，控制磁探测阵列单元对候选区域进行探测。

本发明实施例中，由于磁探测阵列单元的视角较窄，因此，为了保证探测结果的准确性，可以控制无人机下降至第二高度后，再控制磁探测阵列单元对候选区域进行探测。

步骤407，根据磁探测阵列单元对候选区域进行探测得到的磁感应信号，从候选区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

本发明实施例中，根据磁探测阵列单元对候选区域进行探测得到的磁感应信号，从候选区域中确定铁磁目标所在的目标位置，可以实现有针对性的对铁磁目标进行探测，极大地提升探测效率。

作为再一种应用场景，当用户对探测区域并不了解时，或者，用户对探测区域遗留的弹药不确定时，此时，无法确定铁磁目标的位置特征，即铁磁目标的位置特征指示铁磁目标的位置未知，比如，铁磁目标可以位于地面上方，或者可以位于地面下方(无论地面是否包含铁磁目标落下时留下的孔洞)，或者可以同时位于地面上方和地面下方，此时，探测模式为模式四，为了提升探测结果的准确性，可以控制磁探测阵列单元和光学探测单元同步对探测区域进行探测。下面结合图8，对上述过程进行详细说明。

图8为本发明实施例五所提供的铁磁目标探测方法的流程示意图。

如图8所示，该铁磁目标探测方法可以包括以下步骤：

步骤501，当铁磁目标的位置特征指示铁磁目标的位置未知时，控制无人机下降至第二高度。

步骤502，控制磁探测阵列单元和光学探测单元同步对探测区域进行探测。

本发明实施例中，当铁磁目标的位置未知时，比如，铁磁目标可以位于地面上方，或者也可以位于地面下方(无论地面是否包含铁磁目标落下时留下的孔洞)，或者可以同时位于地面上方和地面下方，此时，可以控制磁探测阵列单元和光学探测单元同步对探测区域进行探测，以提升探测结果的准确性。

步骤503，对光学探测单元探测得到的地面图像提取图像特征。

步骤504，根据图像特征，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置和/或包含铁磁目标的候选区域。

本发明实施例中，对于地面上方的铁磁目标，可以直接根据图像特征，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置，具体执行过程参见上述实施例中步骤203的执行过程，在此不做赘述。而对于地面下方的铁磁目标，且地面包含铁磁目标落下时留下的孔洞，可以根据图像特征，从探测区域中确定包含孔洞或铁磁目标所在的候选区域，具体执行过程参见上述实施例中步骤404的执行过程，在此不做赘述。

步骤505，根据磁探测阵列单元对探测区域进行探测得到的磁感应信号，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置，和/或，根据磁探测阵列单元对候选区域进行探测所得到的磁感应信号，从候选区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

本发明实施例中，对于地面下方的铁磁目标，且地面未包含铁磁目标落下时留下的孔洞，可以直接根据磁探测阵列单元对探测区域进行探测得到的磁感应信号，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置，具体执行过程参见上述实施例中步骤303的执行过程，在此不做赘述。而对于地面下方的铁磁目标，且地面包含铁磁目标落下时留下的孔洞，可以直接根据磁探测阵列单元对上述包含孔洞或铁磁目标的候选区域，进行探测所得到的磁感应信号，从候选区域中确定铁磁目标所在的目标位置，具体执行过程参见上述实施例中步骤407的执行过程，在此不做赘述。

需要说明的是，为了提升探测效率，步骤505是与步骤503-504并列执行的，本发明仅以步骤505和步骤503-504顺序执行示例。具体地，当根据图像特征，从探测区域中，确定地面上方的铁磁目标所在的目标位置时，可以同时根据磁探测阵列单元对探测区域进行探测得到的磁感应信号，从探测区域中确定地面下方铁磁目标所在的目标位置。当根据图像特征从探测区域中确定包含孔洞或铁磁目标的候选区域时，可以由根据磁探测阵列单元对候选区域进行探测所得到的磁感应信号，从候选区域中确定孔洞附近的铁磁目标所在的目标位置。

作为一种可能的实现方式，当确定铁磁目标所在的目标位置后，为了便于作业人员清除上述铁磁目标，可以在探测区域的地图对应目标位置上进行标注，以引导作业人员进行清除。并且，当铁磁目标为遗留未爆炸物时，遗留未爆炸物之间类型的不同，其对应的材质也具有差别，为了进一步降低遗留未爆炸物的排除危险性，引导作业人员根据遗留未爆炸物的类型及时采取有效的防护措施，在本发明的一个实施例中，还可根据遗留未爆炸物的类型，比如是炮弹类还是放射性武器类等，在探测区域的地图对应目标位置上标注与遗留未爆炸物类型对应的显示图案。下面结合图9，对上述过程进行详细说明。

图9为本发明实施例六所提到的铁磁目标探测方法的流程示意图。

如图9所示，在上述实施例所示的基础上，该铁磁目标探测方法还可以包括以下步骤：

步骤601，根据预设数据库确定与遗留未爆炸物类型对应的显示图案。

本发明实施例中，预设数据库包括遗留未爆炸物的类型和显示图案的对应关系，遗留未爆炸物的类型对应的显示图案可以由系统标定，或者也可由作业人员根据作业习惯标定，比如，炮弹类对应的显示图案为炮弹图案等。

步骤602，在探测区域的地图对应目标位置上标注显示图案，以引导作业人员清除目标位置的遗留未爆炸物。

本发明实施例中，在探测区域的地图对应目标位置上标注显示图案，可以引导作业人员清除目标位置的遗留未爆炸物。由此，避免作业人员人工探测遗留未爆炸物带来的安全隐患，提供了一种安全且效率较高的遗留未爆炸物的探测方法。

需要说明的是，在不同的应用场景下，在探测区域的地图上标注目标位置的方式不同，可以通过在目标位置进行高亮显示，来对遗留未爆炸物进行标注，或者，可以通过在目标位置上标注显示图案，来对遗留未爆炸物进行标注，或者，也可以通过在目标位置进行文字标注，来对遗留未爆炸物进行标注，本发明实施例对比不作限制。

当然，在实际执行过程中，可能对整个探测区域的地面图像进行识别的计算量较大，而地面图像中的部分铁磁目标(例如遗留未爆炸物)在上一次的识别中已经被识别，此次识别显然仅仅需要识别在上一次识别后新产生的铁磁目标即可，因而，在本发明的一个实施例中，如图10所示，在上述实施例的基础上，在根据光学探测单元探测得到的地面图像，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置之前，还包括：

步骤701，获取上一次检测到的历史铁磁目标对应的历史图像特征和历图像特征对应的历史目标位置。

可以理解的是，针对每一次检测到的历史地面图像，可以提取出历史地面图像中的各历史铁磁目标对应的历史图像特征，并确定历史图像特征对应的历史目标位置，而后可以将历史图像特征与历史目标位置进行对应存储，因而，本发明中，可以查询相关存储装置获取上一次检测到的历史图像特征和历史目标位置。

步骤702，检测地面图像的图像特征与历史目标位置对应的候选图像特征，并判断候选图像特征是否与历史图像特征匹配，若是，则清除地面图像的图像特征中的候选图像特征。

具体地，针对地面图像的图像特征，可以检测该图像特征中是否存在与历史目标位置对应的候选图像特征，若是，则判断候选图像特征是否与历史图像特征匹配，比如，可以将候选图像特征的形状、颜色和大小与历史图像特征进行匹配，如果匹配，则表明这是上一次检测过程中已经识别过的铁磁目标，即确定候选图像中存在上一次检测到的铁磁目标，因此，可以清除地面图像的图像特征中的候选图像特征。

举例而言，如图11左图所示，上一次检测过程中对其中的铁磁目标进行了识别并处理(图中以黑色圆点表示铁磁目标)，则如图11中图所示，在本次获取的地面图像后，可以识别出历史图像特征，进而，对历史图像特征进行清除，清除后得到的地面图像可以如图11右图所示，由此，可以实现仅仅保留本次识别时相对于上一次识别新出现的铁磁目标(图中以白色圆点表示本次新出现的铁磁目标)。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种铁磁目标探测装置。

图12是本发明实施例八所提供的铁磁目标探测装置的结构示意图。

本发明实施例的铁磁目标探测装置，应用于信息处理平台，信息处理平台与无人机进行通信，无人机上搭载磁探测阵列单元和光学探测单元。

如图12所示，该铁磁目标探测装置包括：探测模式确定模块101、探测控制模块102和信息处理模块103。其中，

其中，探测模式确定模块101，用于确定铁磁目标的探测模式。

作为一种可能的实现方式，探测模式确定模块101，具体用于：根据探测任务，确定铁磁目标的探测模式；或者，根据铁磁目标的位置特征，确定铁磁目标的探测模式。

探测控制模块102，用于当无人机飞至探测区域时，根据探测模式，控制磁探测阵列单元和光学探测单元中的一个或多个进行探测。

作为一种可能的实现方式，当铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面上方时，探测控制模块102，具体用于：控制光学探测单元进行探测。

作为另一种可能的实现方式，当铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面下方，且地面未包含铁磁目标落下时留下的孔洞时，探测控制模块102，具体用于：控制磁探测阵列单元进行探测。

作为又一种可能的实现方式，当铁磁目标的位置特征指示铁磁目标位于地面下方，且地面包含铁磁目标落下时留下的孔洞时，探测控制模块102，具体用于：控制光学探测单元对探测区域进行探测以得到地面图像；提取地面图像的图像特征；根据图像特征，从探测区域中确定包含铁磁目标的候选区域；控制磁探测阵列单元对候选区域进行探测。

信息处理模块103，具体用于：根据磁探测阵列单元对候选区域进行探测得到的磁感应信号，从候选区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

作为再一种可能的实现方式，当铁磁目标的位置特征指示铁磁目标的位置未知时，探测控制模块102，具体用于：控制磁探测阵列单元和光学探测单元同步对探测区域进行探测。

信息处理模块103，具体用于：对光学探测单元探测得到的地面图像提取图像特征；根据图像特征，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置和/或包含铁磁目标的候选区域；根据磁探测阵列单元对探测区域进行探测得到的磁感应信号，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置，和/或，根据磁探测阵列单元对候选区域进行探测所得到的磁感应信号，从候选区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

作为一种可能的实现方式，信息处理模块103，还用于：将图像特征与参考图像特征进行匹配；其中，参考图像特征是根据预设的铁磁目标生成的；将地面图像中图像特征与参考图像特征匹配的区域，作为候选区域。

信息处理模块103，用于根据磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和/或光学探测单元探测得到的地面图像，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。

作为一种可能的实现方式，探测控制模块102，还用于：在无人机飞行至探测区域之前，控制无人机飞行至与探测模式匹配的探测高度。

进一步地，在发明实施例的一种可能的实现方式中，参见图13，在图12所示实施例的基础上，该铁磁目标探测装置还可以包括：标注模块104。

标注模块104，用于在铁磁目标为遗留未爆炸物时，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置之后，根据预设数据库确定与遗留未爆炸物类型对应的显示图案；在探测区域的地图对应目标位置上标注显示图案，以引导作业人员清除目标位置的遗留未爆炸物。

需要说明的是，前述集中在铁磁目标探测方法实施例的解释说明，也适用于本发明实施例的铁磁目标探测装置，其实现原理类似，在此不再赘述。

综上，本发明实施例的铁磁目标探测装置，通过确定铁磁目标的探测模式，当无人机飞至探测区域时，根据探测模式，控制磁探测阵列单元和光学探测单元中的一个或多个进行探测，之后根据磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和/或光学探测单元探测得到的地面图像，从探测区域中确定铁磁目标所在的目标位置。由此，根据探测模式，控制磁探测阵列单元和光学探测单元中的一个或多个对探测区域中的铁磁目标进行探测，可以实现有针对性地对铁磁目标进行探测，提升探测结果的准确性以及探测效率。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种铁磁目标探测系统.

图14是本发明实施例十所提供的铁磁目标探测系统的结构示意图。

如图14所示，该铁磁目标探测系统包括：信息处理平台100、无人机200、磁探测阵列单元300和光学探测单元400，其中，信息处理平台100包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时，实现如本发明上述实施例提出的铁磁目标探测方法。

在本发明的一个实施例中，该铁磁目标探测系统还可包括手持作业终端，该手持作业终端由作业人员手持，在该作业终端的显示界面上可以显示上述探测区域的地图，以引导作业人员达到铁磁目标所在的目标位置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种铁磁目标探测方法，其特征在于，所述方法应用于信息处理平台，所述信息处理平台与无人机进行通信，所述无人机上搭载磁探测阵列单元和光学探测单元，所述方法包括以下步骤：

根据铁磁目标的位置特征生成探测任务，根据所述探测任务确定所述铁磁目标的探测模式，所述探测模式包括模式一、模式二、模式三和模式四；其中，当所述铁磁目标的位置特征指示所述铁磁目标位于地面上方时，所述探测模式为模式一，当所述铁磁目标的位置特征指示所述铁磁目标位于地面下方，且所述地面未包含所述铁磁目标落下时留下的孔洞时，所述探测模式为模式二，当所述铁磁目标的位置特征指示所述铁磁目标位于地面下方，且所述地面包含所述铁磁目标落下时留下的孔洞时，所述探测模式为模式三，当所述铁磁目标的位置特征指示所述铁磁目标的位置未知时，所述探测模式为模式四；

控制所述无人机飞行至与所述探测模式匹配的探测高度，当所述无人机飞至探测区域时，根据所述探测模式，控制所述磁探测阵列单元和所述光学探测单元中的一个或多个进行探测，其中，当所述探测模式为所述模式一时，控制所述光学探测单元进行探测，当所述探测模式为所述模式二时，控制所述磁探测阵列单元进行探测，当所述探测模式为所述模式三时，控制所述光学探测单元对所述探测区域进行探测以得到所述地面图像，提取所述地面图像的图像特征，根据参考图像特征和所述图像特征从所述探测区域中确定包含所述铁磁目标的候选区域，并控制所述磁探测阵列单元对所述候选区域进行探测，当所述探测模式为所述模式四时，控制所述磁探测阵列单元和所述光学探测单元同步对所述探测区域进行探测；

根据所述磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和/或所述光学探测单元探测得到的地面图像，从所述探测区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置，在铁磁目标为遗留未爆炸物时，根据预设数据库确定与所述遗留未爆炸物类型对应的显示图案，在所述探测区域的地图对应所述目标位置上标注所述显示图案，以引导作业人员清除所述目标位置的所述遗留未爆炸物；其中：在探测模式为模式一时，根据所述光学探测单元探测得到的地面图像，从所述探测区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置；在探测模式为模式二时，根据所述磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号，从所述探测区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置；在探测模式为模式三时，根据所述磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号，从所述候选区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置；在探测模式为模式四时，根据所述磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和所述光学探测单元探测得到的地面图像，从所述探测区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据参考图像特征和所述图像特征从所述探测区域中确定包含所述铁磁目标的候选区域，包括：

将所述图像特征与参考图像特征进行匹配；其中，所述参考图像特征是根据预设的铁磁目标生成的；

将所述地面图像中图像特征与所述参考图像特征匹配的区域，作为所述候选区域。

3.一种铁磁目标探测探测装置，其特征在于，应用于信息处理平台，所述信息处理平台与无人机进行通信，所述无人机上搭载磁探测阵列单元和光学探测单元，所述装置包括：

探测模式确定模块，用于根据铁磁目标的位置特征生成探测任务，根据所述探测任务确定所述铁磁目标的探测模式，所述探测模式包括模式一、模式二、模式三和模式四；其中，当所述铁磁目标的位置特征指示所述铁磁目标位于地面上方时，所述探测模式为模式一，当所述铁磁目标的位置特征指示所述铁磁目标位于地面下方，且所述地面未包含所述铁磁目标落下时留下的孔洞时，所述探测模式为模式二，当所述铁磁目标的位置特征指示所述铁磁目标位于地面下方，且所述地面包含所述铁磁目标落下时留下的孔洞时，所述探测模式为模式三，当所述铁磁目标的位置特征指示所述铁磁目标的位置未知时，所述探测模式为模式四；

探测控制模块，用于控制所述无人机飞行至与所述探测模式匹配的探测高度，当所述无人机飞至探测区域时，根据所述探测模式，控制所述磁探测阵列单元和所述光学探测单元中的一个或多个进行探测，其中，当所述探测模式为所述模式一时，控制所述光学探测单元进行探测，当所述探测模式为所述模式二时，控制所述磁探测阵列单元进行探测，当所述探测模式为所述模式三时，控制所述光学探测单元对所述探测区域进行探测以得到所述地面图像，提取所述地面图像的图像特征，根据参考图像特征和所述图像特征从所述探测区域中确定包含所述铁磁目标的候选区域，并控制所述磁探测阵列单元对所述候选区域进行探测，当所述探测模式为所述模式四时，控制所述磁探测阵列单元和所述光学探测单元同步对所述探测区域进行探测；

信息处理模块，用于根据所述磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和/或所述光学探测单元探测得到的地面图像，从所述探测区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置，在铁磁目标为遗留未爆炸物时，根据预设数据库确定与所述遗留未爆炸物类型对应的显示图案，在所述探测区域的地图对应所述目标位置上标注所述显示图案，以引导作业人员清除所述目标位置的所述遗留未爆炸物；其中：在探测模式为模式一时，根据所述光学探测单元探测得到的地面图像，从所述探测区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置；在探测模式为模式二时，根据所述磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号，从所述探测区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置；在探测模式为模式三时，根据所述磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号，从所述候选区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置；在探测模式为模式四时，根据所述磁探测阵列单元探测得到的磁感应信号和所述光学探测单元探测得到的地面图像，从所述探测区域中确定所述铁磁目标所在的目标位置。

4.一种铁磁目标探测系统，其特征在于，包括信息处理平台、无人机、磁探测阵列单元和光学探测单元，其中，所述信息处理平台包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1或2所述的铁磁目标探测方法。