CN113405546A - 一种智能感知传感器全域感知预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能感知传感器全域感知预警系统，包括：移动端感知预警系统、云端感知信息联动系统和云端感知信息联动系统，移动端感知预警系统包括第一信息采集模块、信息处理模块、特征提取模块和跟踪识别模块。固定端多模态感知系统包括第二信息采集模块、全天候感知模块、远程监控模块和预测识别模块。云端感知信息联动系统通过无线通信模块与移动端感知预警系统和固定端多模态感知系统无线连接。与现有的技术相比，本发明具有如下优点：增强智能感知系统的数字化和智能化，可实时完成感知数据和感知信息的共享与调用，为大数据中心提供支持，打破“孤岛”运行模式。
Description
技术领域
本发明涉及机器视觉与智能无人系统技术领域，特别是涉及一种智能感知传感器全域感知预警系统。
背景技术
智能感知是辅助人类获取与处理环境信息的最有效通道。单一感知器件难以在光照变化、动态物体等条件下实现精确和稳定的环境感知。然而现有技术未充分挖掘异构传感器的互补优势，因此如何在信息不确定、高度动态化的环境下，通过多模态信息融合认知、识别、理解其所处的环境是目前智能感知面临的关键挑战。本发明将打破移动端智能感知系统的孤岛运行模式，将智能终端感知系统与云平台形成闭环信息联动，可实时完成感知数据和感知信息的共享与调用，为大数据中心提供支持。实现智能终端-云控大脑的全域感知，在军事与民用领域具有重要的理论意义和应用价值。
发明内容
本发明的目的是克服了现有技术的问题，提供了一种智能感知传感器全域感知预警系统。
为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种智能感知传感器全域感知预警系统，包括：
移动端感知预警系统，移动端感知预警系统包括第一信息采集模块、信息处理模块、特征提取模块和跟踪识别模块，移动端感知预警系统可根据自身的位置，向云端感知信息联动系统发起调用指令来获得最近的固定端多模态感知系统的感知信息画面使之投影到移动端的驾驶员交互界面；
固定端多模态感知系统，固定端多模态感知系统包括第二信息采集模块、全天候感知模块、远程监控模块和预测识别模块；
云端感知信息联动系统，云端感知信息联动系统通过无线通信模块与移动端感知预警系统和固定端多模态感知系统无线连接。
进一步的，第一信息采集模块包括视觉相机、超声波单元、惯性测量单元，移动端感知预警系统可通过视觉相机、超声波单元、惯性测量单元的信息融合感知替代了人工观察员减少沟通错误。
进一步的，第二信息采集模块包括激光传感器、红外相机、多普勒雷达，固定端多模态感知系统可通过激光传感器、红外相机、多普勒雷达完成信息的互补实现作业过程中的广域准确感知对周围环境进行实时的分析。
进一步的，云端感知信息联动系统中设有在线自学习模块。
进一步的，云端感知信息联动系统中设有综合数据分析模块。
进一步的，无线通信模块包括5G通信单元。
进一步的，无线通信模块包括ZigBee无线通信单元。
进一步的，ZigBee无线通信模块的芯片型号为JN5148。
进一步的，云端感知信息联动系统为计算机处理集群组成的云端服务器。
进一步的，第二信息采集模块包括超声波测距仪、毫米波雷达、激光雷达和固态雷达。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点：移动端感知预警系统通过多源传感器信息融合感知提升了感知的视域范围，丰富了对环境的感知信息，提高智能感知系统的全天候和全工况工作能力。固定端多模态感知系统借助激光雷达、红外相机和高清相机等传感器完成信息的互补，实现对场景中目标物体的定位和追踪。移动端感知预警系统、固定端多模态感知系统以及云端感知信息联动系统进行联动，形成一套云到端智能感知系统，增强智能感知系统的数字化和智能化，可实时完成感知数据和感知信息的共享与调用，为大数据中心提供支持，打破“孤岛”运行模式。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
图1是本发明的一种智能感知传感器全域感知预警系统的整体结构示意图。
图2是本发明的一种智能感知传感器全域感知预警系统的第一信息采集模块结构示意图。
图3是本发明的一种智能感知传感器全域感知预警系统的第二信息采集模块结构示意图。
图4是本发明的一种智能感知传感器全域感知预警系统另一实施例的第二信息采集模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1所示，一种智能感知传感器全域感知预警系统，包括：
移动端感知预警系统，移动端感知预警系统包括第一信息采集模块、信息处理模块、特征提取模块和跟踪识别模块，移动端感知预警系统可根据自身的位置，向云端感知信息联动系统发起调用指令来获得最近的固定端多模态感知系统的感知信息画面使之投影到移动端的驾驶员交互界面；
固定端多模态感知系统，固定端多模态感知系统包括第二信息采集模块、全天候感知模块、远程监控模块和预测识别模块；
云端感知信息联动系统，云端感知信息联动系统通过无线通信模块与移动端感知预警系统和固定端多模态感知系统无线连接。
如图2所示，优选的，第一信息采集模块包括视觉相机、超声波单元、惯性测量单元，移动端感知预警系统可通过视觉相机、超声波单元、惯性测量单元的信息融合感知替代了人工观察员减少沟通错误。
如图3所示，优选的，第二信息采集模块包括激光传感器、红外相机、多普勒雷达，固定端多模态感知系统可通过激光传感器、红外相机、多普勒雷达完成信息的互补实现作业过程中的广域准确感知对周围环境进行实时的分析。
优选的，云端感知信息联动系统中设有在线自学习模块。
优选的，云端感知信息联动系统中设有综合数据分析模块。
移动端感知预警系统通过多源传感器信息融合感知提升了感知的视域范围，丰富了对环境的感知信息，提高智能感知系统的全天候和全工况工作能力。固定端多模态感知系统借助激光雷达、红外相机和高清相机等传感器完成信息的互补，实现对场景中目标物体的定位和追踪。移动端感知预警系统、固定端多模态感知系统以及云端感知信息联动系统进行联动，形成一套云到端智能感知系统，增强智能感知系统的数字化和智能化，可实时完成感知数据和感知信息的共享与调用，为大数据中心提供支持，打破“孤岛”运行模式。
优选的，无线通信模块包括5G通信单元。
优选的，无线通信模块包括ZigBee无线通信单元。ZigBee无线通信技术可于数以千计的微小传感器相互间，依托专门的无线电标准达成相互协调通信，因而该项技术常被称为Home RF Lite无线技术、FireFly无线技术。在本次实施例中,采用的ZigBee芯片为Jennic 公司的JN5148型号芯片。该芯片工作频率为2.4～2.485G，可用频段数为16个，无线速率为250Kbit/s，发射功率为+2.5dBm，接收灵敏度为-97dBm，最大发射电流15mA，最大接收电流18mA，休眠电流 0.2uA，工作电压范围为2.0～3.6V，有硬件自动CSMA-CA，有硬件自动帧重发，有硬件自动地址过渡，有硬件FCS计算功能，有硬件清除无线通道确认，有硬件RSSI计算功能，有硬件AES/DES。移动端感知预警系统与固定端多模态感知系统通过ZigBee无线通信单元进行数据传输。
优选的，云端感知信息联动系统为计算机处理集群组成的云端服务器。
实施例二
如图1所示，一种智能感知传感器全域感知预警系统，包括：
移动端感知预警系统，移动端感知预警系统包括第一信息采集模块、信息处理模块、特征提取模块和跟踪识别模块，移动端感知预警系统可根据自身的位置，向云端感知信息联动系统发起调用指令来获得最近的固定端多模态感知系统的感知信息画面使之投影到移动端的驾驶员交互界面；
固定端多模态感知系统，固定端多模态感知系统包括第二信息采集模块、全天候感知模块、远程监控模块和预测识别模块；
云端感知信息联动系统，云端感知信息联动系统通过无线通信模块与移动端感知预警系统和固定端多模态感知系统无线连接。
如图2所示，优选的，第一信息采集模块包括视觉相机、超声波单元、惯性测量单元，移动端感知预警系统可通过视觉相机、超声波单元、惯性测量单元的信息融合感知替代了人工观察员减少沟通错误。
如图4所示，优选的，第二信息采集模块包括超声波测距仪、毫米波雷达、激光雷达和固态雷达。超声波测距仪是通过声速测量距离的仪器,超声波单元指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远。超声波测距仪装置上有设置瞄点装置，只要把仪器对准要测量的目标，就会出现一点在测距仪的显示屏幕上，主要是通过声速来测量。超声波发射器向某一方向发射超声波单元，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为 340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离s。毫米波雷达是工作在毫米波波段探测的雷达。通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的。毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。激光雷达，是激光探测及测距系统的简称，用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物。由发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分组成。同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。固态雷达采用高功率固态微波源代替高功率微波管振荡源的雷达。其固态微波源有晶体管、晶体管与倍频器组合的微波源和利用半导体材料本身效应的微波源两种。为获得大功率，一般将多个单微波源排在相控阵天线的阵面上，由每个功率源激励一个天线单元，使这些源在空间相加，并采用固态功率放大器、集成微波接收机和集成移相网络等。固定端多模态感知系统可通过超声波测距仪、毫米波雷达、激光雷达和固态雷达完成信息的互补实现作业过程中的广域准确感知对周围环境进行实时的分析。
优选的，云端感知信息联动系统中设有在线自学习模块。
优选的，云端感知信息联动系统中设有综合数据分析模块。通过将固定端多模态感知系统，移动端感知预警系统行为数据同步上传到云端感知信息联动系统数据云平台，打破移动端感知系统的“孤岛”模式，支持多个作业任务同步进行，可为作业安全性和效率提供数据支持，加速作业的数字化和智能化管理。
优选的，无线通信模块包括5G通信单元。
优选的，云端感知信息联动系统为计算机处理集群组成的云端服务器。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点：移动端感知预警系统通过多源传感器信息融合感知提升了感知的视域范围，丰富了对环境的感知信息，提高智能感知系统的全天候和全工况工作能力。固定端多模态感知系统借助激光雷达、红外相机和高清相机等传感器完成信息的互补，实现对场景中目标物体的定位和追踪。移动端感知预警系统、固定端多模态感知系统以及云端感知信息联动系统进行联动，形成一套云到端智能感知系统，增强智能感知系统的数字化和智能化，可实时完成感知数据和感知信息的共享与调用，为大数据中心提供支持，打破“孤岛”运行模式。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能感知传感器全域感知预警系统，其特征在于，包括：
移动端感知预警系统，所述移动端感知预警系统包括第一信息采集模块、信息处理模块、特征提取模块和跟踪识别模块，所述移动端感知预警系统可根据自身的位置，向云端感知信息联动系统发起调用指令来获得最近的固定端多模态感知系统的感知信息画面使之投影到移动端的驾驶员交互界面；
固定端多模态感知系统，所述固定端多模态感知系统包括第二信息采集模块、全天候感知模块、远程监控模块和预测识别模块；
云端感知信息联动系统，所述云端感知信息联动系统通过无线通信模块与所述移动端感知预警系统和固定端多模态感知系统无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能感知传感器全域感知预警系统，其特征在于，所述第一信息采集模块包括视觉相机、超声波单元、惯性测量单元，所述移动端感知预警系统可通过所述视觉相机、超声波单元、惯性测量单元的信息融合感知替代了人工观察员减少沟通错误。
3.根据权利要求1所述的一种智能感知传感器全域感知预警系统,其特征在于，所述第二信息采集模块包括激光传感器、红外相机、多普勒雷达，所述固定端多模态感知系统可通过所述激光传感器、红外相机、多普勒雷达完成信息的互补实现作业过程中的广域准确感知对周围环境进行实时的分析。
4.根据权利要求1所述的一种智能感知传感器全域感知预警系统，其特征在于，所述云端感知信息联动系统中设有在线自学习模块。
5.根据权利要求1所述的一种智能感知传感器全域感知预警系统,其特征在于，所述云端感知信息联动系统中设有综合数据分析模块。
6.根据权利要求1所述的一种智能感知传感器全域感知预警系统,其特征在于，所述无线通信模块包括5G通信单元。
7.根据权利要求1所述的一种智能感知传感器全域感知预警系统,其特征在于，所述无线通信模块包括ZigBee无线通信单元。
8.根据权利要求7所述的一种智能感知传感器全域感知预警系统,其特征在于，所述ZigBee无线通信模块的芯片型号为JN5148。
9.根据权利要求1所述的一种智能感知传感器全域感知预警系统,其特征在于，所述云端感知信息联动系统为计算机处理集群组成的云端服务器。
10.根据权利要求1所述的一种智能感知传感器全域感知预警系统,其特征在于，所述第二信息采集模块包括超声波测距仪、毫米波雷达、激光雷达和固态雷达。
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