CN208044090U - 一种环境探测设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及信息采集技术领域，尤其涉及一种环境探测设备，用以解决现有技术中难以对复杂环境的内部情况进行探测的问题。该设备包括：光接收模块，通过光线入射端接收来自待探测区域的光波，并且将接收的光线由光线出射端射出；切换模块，控制光接收模块在可见光模式与远红外模式之间切换；分光模块，与光线出射端相对，对光线出射端射出的光波进行分光以获得预设波段的光波；转换模块，将分光模块分光获得的预设波段的光波转换为图像信息。本申请能对待探测区域实现光波探测，缓解光线被待探测区域中的烟雾、粉尘阻挡的情况，增大接收到的光波强度，将探测到的光波和声波结合，提高图像信息的清晰度，充分观测环境内部情况。

Description

一种环境探测设备

技术领域

本申请涉及信息采集领域，尤其涉及一种环境探测设备。

背景技术

在救援、抢险的过程中，往往需要对危险区域进行探测，在了解危险区域的内部情况后制定相应的计划，以降低人员、财产损失。

由于危险区域通常比较昏暗，现有技术中通常采用手电等照明设备提高待探测区域的亮度，从而观测内部环境。但在地下、山洞等野外环境，空气中往往还夹杂着烟雾、粉尘等细微颗粒，大量的颗粒阻碍光线的穿透，使得照明设备发出的光被阻挡，导致无法清晰地探测危险区域的内部细节。

实用新型内容

本申请实施例提供一种环境探测设备，用以解决现有技术中难以对复杂环境的内部情况进行探测的问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

一种环境探测设备，包括：

光接收模块，包括光线入射端和光线出射端，所述光接收模块通过所述光线入射端接收来自待探测区域的光波，并且将接收的光线由所述光线出射端射出；

切换模块，在可见光模式与远红外模式之间切换；

分光模块，与所述光线出射端相对，并对所述光线出射端射出的光波进行分光以获得预设波段的光波；

其中，在可见光模式下，所述预设波段的最小值大于或等于400nm，所述预设波段的最大值小于或等于1200nm，在远红外模式下，所述预设波段的最小值大于或等于4000nm，所述预设波段的最大值小于或等于14000nm；

转换模块，将所述分光模块分光获得的所述预设波段的光波转换为图像信息。

较优的，所述分光模块，具体包括：

波长调节器，设置所述预设波段的最小值和最大值。

较优的，所述接收模块，具体包括：广角镜头和所述广角镜头后焦面；

所述广角镜头，利用折射性能将所述待探测区域的光波汇聚至所述广角镜头后焦面上。

较优的，所述接收模块，还包括：

耦合透镜，利用折射性能将汇聚至所述广角镜头后焦面的光波再次汇聚至光纤传输束的前端面，以进行分光。

较优的，所述分光模块，具体包括：

透射光栅，利用折射性能对接收到的光波进行分光。

较优的，所述分光模块，具体包括：

反射光栅，利用反射性能对接收到的光波进行分光。

较优的，所述转换模块，具体包括：

光电转换元件，将接收到的光波转换为电信号；

处理器，将所述电信号处理为单帧图像。

较优的，所述设备还包括：

声波发射模块，向所述待探测区域发射超声波；

声波接收模块，接收所述待探测区域反射的所述超声波。

较优的，所述转换模块，还包括：

声电转换元件，将接收到的声波转换为电信号。

较优的，上述设备中，所述预设波段的最大值与最小值的差值为300nm。

通过以上技术方案，本申请能根据待探测区域的实际情况，通过400nm-1200nm之间可见光预设波段以及8000nm-14000nm之间远红外预设波段，实现对待探测区域的探测。所选取的预设波段的光波能够降低光波被待探测区域中介质阻挡的情况。其中，波长为400nm-1200nm的光波能够在昏暗的环境下进行探测，获得清晰的图像信息。而8000nm-14000nm的远红外线具有较强的穿透性，能够在传播介质较差的粉尘、烟雾或其他充斥细小颗粒的环境下进行探测，从而增大接收到的光波强度，提高图像信息的清晰度。从而在复杂环境下，发出适应于待探测区域环境的光波，有效提高对复杂环境的探测能力。本申请通过不同波长的光波实现对待探测区域的探测，使探测出的图像细节清晰，展现的形态特征更全面。

附图说明

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

图1a为本申请提供的一种环境探测设备结构示意图之一；

图1b为本申请提供的分光模块结构示意图；

图2为本申请提供的一种环境探测设备结构示意图之二；

图3为本申请提供的广角镜头光路示意图；

图4为本申请提供的耦合透镜组光路示意图；

图5为本申请提供的一种环境探测设备结构示意图之三。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。本申请提供的技术方案可以应用于烟尘、水雾浓度较高、充斥有毒有害气体等能见度较低的环境，尤其可以应用于火场环境。本申请提供的技术方案可以广泛应用于各种能见度较低的环境中，提高对环境信息的探测效率，获取环境信息，从而有效提高火场救援、水下救援的搜救效率。

实施例一

本申请提供一种环境探测设备10，用以解决现有技术中难以对复杂环境的内部情况进行探测的问题，如图1a所示，该设备包括：光接收模块11、切换模块12、分光模块13、转换模块14。

光接收模块11，包括光线入射端和光线出射端，所述光接收模块11通过所述光线入射端接收来自待探测区域的光波，并且将接收的光线由所述光线出射端射出。

由于待探测区域往往环境复杂，下面以火场探测为例进行说明。在火场中，任何燃料在燃烧时，会不同程度地向外产生热烟气，使得火场空气中充斥烟尘、水雾、有害气体等，其中粒径在0.01μm～10μm的细微固体颗粒物是遮蔽可见光并影响能见度的最主要因素。由待探测区域发出的光波在传输过程中受到上述烟雾的阻碍，光能损失较大。一部分光波由于光能消耗殆尽，无法从待探测区域中传出。对于波长较短的光波，例如紫外线，在传播过程中与上述烟雾碰撞几率较大，光能损失速率较快，因此从待探测区域发出的紫外线较少。相比较下，在波长较长的红外线传播时有较大几率绕过烟雾，在传播过程中与上述烟雾碰撞的几率较小，光能损失速率较慢，因此与紫外线相比，从待探测区域发出的红外线较多。

本申请中的光接收模块11中的光线入射端朝向待探测区域方向，可以接收待探测区域的光波，由光线入射端接收到的光波可以直接通过光线出射端射出至分光模块13进行分光。另外，由光线入射端接收到的光波通过光线出射端射出之前，还可以经过透镜、反射镜等光学组件改变光路，以便从合适的角度通过光线出射端射出。为了提高对待探测区域的光波接收能力，扩大探测范围，本申请光接收模块11中可以采用光能量接收能力较强的、视场较大的光波接收元件，用于汇聚来源于待探测区域的光波。

切换模块12控制光接收模块11在可见光模式与远红外模式之间切换。其中，在可见光模式下，光接收模块11接收波长大于或等于400nm且小于或等于1200nm的光波，在远红外模式下，光接收模块11接收波长大于或等于8000nm且小于或等于14000nm的光波。具体的，上述光接收模块11可以包括CMOS镜头和远红外镜头，在可见光模式下采用CMOS镜头获取待探测区域波长为400nm-1200nm之间的光波，在远红外模式下采用远红外镜头获取待探测区域波长为8000nm-14000nm的光波。

分光模块13，与所述光线出射端相对，并对所述光线出射端射出的光波进行分光以获得预设波段的光波，其中，在可见光模式下，所述预设波段的最小值大于或等于400nm，所述预设波段的最大值小于或等于1200nm，在远红外模式下，所述预设波段的最小值大于或等于4000nm，所述预设波段的最大值小于或等于14000nm。

通常情况下，红外线指700nm-1000nm波长的光波，在本方案中，不仅能够探测上述700nm-1000nm波长的红外线光波，也能够探测1000nm-1200nm的光波，以下将1000nm-1200nm的光波称为近红外光波，将8000nm-14000nm的光波称为远红外光波。由于波长较长的远红外、近红外光波比紫外线光波更容易穿透烟雾，因此波长较长的光波较紫外线光波更容易被探测。具体的，远红外与近红外相比较，远红外光波的波长比近红外线的波长更长，穿透烟雾的能力更好，当烟雾浓度较高时，通过探测远红外光波能够进一步探测火场内部环境。

其中，分光采用的具体装置此处不做限制，具体的，利用色散现象将波长范围很宽的复合光分散开来，成为许多波长范围狭小的“单色光”。分光采用的具体装置可以如图1b所示，包括有入射狭缝、出射狭缝、反射镜和色散元件，待探测区域的光波经过汇聚，光路如图中箭头所示，通过入射狭缝到达色散元件，色散元件将上述光波分散为许多波长范围狭小的光线，再经过反射镜反射至出射狭缝，在出射狭缝处即可得到经过分光的待探测区域的光波。

上述色散元件可以选用衍射光栅，该光栅可以由大量等宽等间距的平行狭缝构成。具体的，该光栅可以为透射光栅，通过在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于狭缝。另外，该光栅也可以为反射光栅，利用两刻痕间的反射光衍射的光栅，例如，在镀有金属层的表面上刻出许多平行刻痕，两刻痕间的光滑金属面可以反射光。上述分光采用的具体装置结构可以根据色散元件的不同而调整，且色散元件不局限于上述列出的透射光栅及衍射光栅，其他能够达到色散效果的装置均属于本方案保护的范围。

转换模块14，将所述分光模块13分光获得的所述预设波段的光波转换为图像信息。

该转换模块14可以将经过分光的预设波段的光波转换为图像信息呈现在具有显示功能的电子设备上，该电子设备可以是手机、平板电脑、电视等。而且。由光波转换出的图像在上述电子设备上可以呈现出待探测区域的结构细节。具体的，将接收到的光波转换为图像信息，可以采用光电转换装置进行上述转换。通过光电转换装置将目标探测波段的光子能量传递给电子使其运动从而形成电流。具体的可以是以硅、化合物半导体材料或非晶硅薄膜等材料为主体的固体装置，也可以使用光敏染料分子来捕获光子的能量，光电转换装置的具体结构此处不做限定。

上述环境探测设备可以应用于颗粒物较多的火场、较为浑浊的水下等能见度较低的环境。该设备可以设计为手持式、头戴式等便携形式，以便在探测过程中可以灵活调整探测角度，根据实际情况改变探测区域。在各种灾难中，火灾是威胁公共安全和社会发展的主要灾害之一，火灾带来的代价往往非常惨重，对社会安全和经济发展来说是危害极大。大量的火灾案例表明，建筑火灾产生大量烟雾，严重影响人员逃生，是造成群众和消防人员死伤的重要原因。对于消防人员，如果能够在火灾的初期或发生火灾后看清火场内部情况，争分夺秒地根据制定好的救援方案进行火场搜救，就能够有效避免火灾的扩大，减少人员伤亡和财产损失。

另外，该设备也可以设计为固定式，可以固定在电子设备较多的机房、控制中心等区域，以电子设备为目标探测区域，通过探测电子设备表面的远近红外变化，可以间接获知电子设备的温度，进而监测电子设备的运行状况，及时识别故障位点，起到安全监测的作用，以便及时排除安全隐患。相类似的，该设备还可以设置于家中，用于防火防盗，例如，在深夜有人员入室，该设备能够识别到进入人员表面辐射的红外线的反射情况，从而确定该进入人员的移动轨迹、外貌特征等，当确认该进入人员为陌生人员时，可以及时通知房主或进行报警，从而防止入室盗窃、抢劫等。该设备也可以配合有线或无线连接方式，将获取到的画面传输至其它具有显示功能的移动设备，例如手机、平板电脑等，以便随时查看目标探测区域的状况。该设备内部还可以集成有处理器，可以设置监控时段、报警条件等。

由于本方案中可探测光波波段为400nm-1200nm和8000nm-14000nm，在实际使用过程中，可以根据待探测区域的实际环境状况选取目标探测波段。具体选取目标探测波段的方式可以参照以下事例：

事例1：

对于烟尘、水雾浓度较低的火场，可以选取400nm-700nm之间的可见光波段。当烟尘、水雾浓度较低时，由待探测区域发出的可见光在传播过程中受到的影响较小，较容易被探测到。在这种情况下，可以依据400nm-700nm之间的可见光探测火场内物体的具体轮廓，从而确定道路是否畅通、建筑物是否完整等，从而制定较优的救援计划。

事例2：

对于烟尘、水雾浓度较高的火场，可以选取700nm-1200nm之间的红外线波段。当火场存在较多橡胶、塑料制品，燃烧后会产生较多的烟尘、水雾。此时由待探测区域发出的可见光在传播过程中受到的影响较大，由于可见光波长往往小于700nm，在传播过程中碰撞烟尘、水雾的几率较大，受到阻碍较多，光能损失速率较快。由待探测区域发出的可见光较难被探测到。在这种情况下，可以依据700nm-1200nm之间的红外线了解待探测区域的热能分布。通常情况下，红外线与热能相关，温度较高的位点发出的红外线较多，温度较低的位点发出的红外线较低，红外线在传播过程中，受到烟尘、水雾一定程度的阻碍作用，探测到的红外线大多来源于起火点。根据700nm-1200nm之间的红外线能够在烟尘、水雾浓度较高的火场以较快的速度探测到起火点，以便有针对性地对起火点进行扑救，并制定较优的救援路线避开起火点，提高救援的速度。

事例3：

对于烟尘、水雾浓度过高，通过红外线难以探测火场环境的情况，可以选取8000nm-14000nm之间的近红外光波波段。当烟尘浓度过高，由待探测区域发出的红外线难以被探测到时，可以选择8000nm-14000nm的远红外光波波段进行探测，远红外光波的波长比红外线光波更长，穿透烟尘、水雾的能力更强，被探测到的几率更高。因此，在烟尘、水雾浓度过高时，可见光及近红外光波均难以被探测到的情况下，可以根据远红外光波探测待探测区域，获取火场内部有限的环境信息，以便根据环境信息制定救援路线。

上述列出的事例仅为参考事例，在实际救援过程中，可以根据待探测区域的实际情况选择合适的波段，例如选取目标探测波段为600nm-900nm或800nm-1100nm等，从而同时参照可见光、红外线以及远红外线对火场环境进行探测。而且，随着火势的变化可以对上述目标探测波段进行实时调整，当火势减小、烟雾浓度降低时可以适当调低目标探测波段，当火势增大、烟雾浓度提高时可以适当提高目标探测波段。

通过以上技术方案，利用波长为400nm-1200nm、波长为8000nm-14000nm的光波对火场环境进行探测。其中，光接收模块11的可见光模式能够在火势较小的火场探测环境情况，可以探测到火场内物体的轮廓。而光接收模块11的远红外模式接收到的光波波长较长，在烟雾环境下具有较好的穿透性，能够在烟雾浓度较高的火场探测环境情况。本申请提供的方案能够根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，依据实际情况调整光波波段，从而获得待探测区域的图像信息，以便从各个方面实现对待探测区域的探测，充分了解待探测区域的环境情况。

实施例二

基于上述实施例，参见图2，本申请还提供一种环境探测设备，具体的，本设备的光接收模块可以包括红外镜头21a和CMOS镜头21b，其中，红外镜头21a可以接收目标探测区域8000nm-14000nm波长的光波，CMOS镜头21b可以接收目标探测区域400nm-1200nm波长的光波。相对应的，分光模块可以包括红外分光模块23a和可见光分光模块23b，其中，红外分光模块23a对红外镜头21a接收到的8000nm-14000nm波长的光波进行分光，可见光分光模块23b对CMOS镜头21b接收到的400nm-1200nm波长的光波进行分光。由切换模块22控制本设备在可见光模式与远红外模式之间切换，当处于可见光模式时，切换模块22将CMOS镜头接收到的经过分光的光波传送至转换模块24，当处于远红外模式时，切换模块22将远红外镜头接收到的经过分光的光波传送至转换模块24。转换模块24将接收到的经过分光的光波转换为电信号，可以通过显示模块25以画面的形式展现。本申请还可以包括毫米波通讯模块26，可以用于发送上述电信号，或者，接收远程控制指令。在实际使用过程中，探测人员可以利用遥控装置发送远程控制指令至该设备。远程控制指令可以包括有开启或关闭设备指令，模式切换指令、波长调节指令等。遥控装置中可以设置有显示模块，用于以图像的形式呈现目标探测区域的画面。本设备中还可以包括有电源模块27，该电源模块可以根据各个模块的实际需求提供电能，保证各模块在所需电压下工作。

本申请中的分光模块具体可以包括波长调节器，设置所述预设波段的最小值和最大值。该预设波长可以在进行探测之前预先设置，也可以在探测过程中根据探测的实际情况进行调整，具体的可以通过旋钮、按键等形式进行调节。对于上述目标探测波段，若最大值与最小值的差值过小，生成的图像信息中图像细节过少，多呈现为颜色差异度较小的斑块，难以辨别具体环境情况。若最大值与最小值的差值过大，一方面，受到技术工艺的限制，实际应用中难以实现，另一方面，差值过大时环境信息过多，画面中有可能同时包括可见光信息及红外线等非可见光信息，难以分辨呈现的图像是物体的实际外貌还是热能分布。因此，所述预设波段的最大值与最小值的差值为300nm，在实际应用过程中，可以根据实际需求对该数值进行调整，例如目标探测波段的差值可以为250nm、350nm等。从而通过较优的光波波段对待探测区域内部环境进行探测，以便分析待探测区域内部环境情况。

另外，上述接收模块，具体包括：广角镜头和所述广角镜头后焦面；所述广角镜头，利用折射性能将所述待探测区域的光波汇聚至所述广角镜头后焦面上。利用广角镜头的折射性能将所述待探测区域的光波汇聚至所述广角镜头后焦面，以汇聚所述来源于待探测区域的光波。具体的，广角镜头可以为鱼眼镜头，如图3所示，假设该广角镜头左侧为待探测区域，光波由左向右传播。在广角镜头中的光路由虚线示出，入射及出射光波由箭头表示，由图可知，广角镜头可探测的范围接近180度，探测范围较广，基于广角镜头的结构，该广角镜头能有效将待探测区域发出的光波汇聚到广角镜头的后焦面a上，对上述光波实现汇聚作用。上述广角镜头能够扩大对待探测区域的探测范围，通过汇聚来源于待探测区域的光波增大实际探测面积，有效提高火场环境探测效率。

基于上述广角镜头，本申请中所述接收模块，还包括：耦合透镜，利用折射性能将汇聚至所述广角镜头后焦面的光波再次汇聚至光纤传输束的前端面，以进行分光。利用耦合透镜的折射性能将汇聚至所述广角镜头后焦面的光波再次汇聚至光纤传输束的前端面，以进行分光。具体的如图4所示，上述耦合透镜组可以如图中所示，由多个凸透镜组合而成，入射光线如图中箭头所示，该光线由待探测区域发出，经过上述广角镜头汇聚，由于凸透镜具有汇聚光波的作用，上述光波经过透镜组中透镜的再次汇聚，最终汇聚在光纤传输束b的前端面，以便通过光纤传输束传输并进行分光。对于该耦合透镜组，在实际应用过程中也可以根据实际使用需求选取不同数量的凸透镜或凹透镜，按照实际需求进行组合。

通过上述耦合透镜组对经过广角镜头汇聚的光波再次汇聚，能够进一步提高来源于待探测环境的光波的集成度，在保证精度的同时缩小光波呈现在光纤传输束前端面上的面积，提高光纤传输束的传输效率。

在分光模块中，由光纤传输束b传出的光波经光谱分光系统的入射狭缝投射到其色散元件上，从而被分解为一系列的光谱谱线。在本申请中可以根据实际待探测区域的情况调节成像波段，得到最佳成像效果。基于光谱空间分布以及探测范围，本方案采用一套光栅分光系统调节目标探测波段，以便实现对目标探测波段的精准调节。具体的，该分光模块内可以包括有透射光栅，利用折射性能对接收到的光波进行分光，或者，该分光模块内可以包括有反射光栅，利用反射性能对接收到的光波进行分光。除此之外，分光模块中也可以将透射光栅与反射光栅结合，例如，首先通过反射光栅进行首次分光，随后通过透射光栅进行二次分光，以便获得预设波段的光波，提高分光精度。另外，根据设备的结构、尺寸选择透射光栅、反射光栅或两种光栅相结合的结构能够缩减上述设备的尺寸，例如，在手持型探测设备中采用反射光栅，能尽量缩短设备的长度，使设备轻便、灵活。

本设备中的转换模块能将接收到的光波转换为图像，该转换模块具体包括：光电转换元件，将接收到的光波转换为电信号；处理器，将所述电信号处理为单帧图像。

其中，光电转换元件可以是互补金属氧化物半导体感光元件(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)，该元件是电压控制的一种放大器件，数字影像领域主要用于制作数码器材的感光元件。相类似的，该感光元件也可以选用电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)。相比较下，CCD与CMOS图像传感器光电转换的原理相同，但CMOS制作工艺较简单，集成度较高，输出速度快，且造价低寿命长。

上述CMOS感光元件通过不同的时钟输入来接收不同波长的电磁波，上述处理器可以对接收到的电磁波进行处理，从而得到单帧图像。在处理过程中，处理器可以利用基于四阶累积量的自适应滤波器过滤高斯噪声，提取与所述光波对应的周期信号，将所述周期信号转化为单帧图像。由于实际待探测区域环境复杂，背景光干扰较大，探测设备固有噪声以及阵列器件非线性等因素制约了探测的精准度，限制了信噪比的提高。在具体的实施过程中，可以采用最小均四阶矩(Least Mean Fourth,LMF)空间自适应背景预测算法对上述干扰杂波进行一定程度的抑制，并通过基于四阶累积量的自适应滤波器(Forth Cumulant-BasedAdaptive Filter,FCBAF)消除高斯噪声的影响。在具体实施过程中，本步骤可以在可编程逻辑器件(FPGA)中具体实施。通过上述方案能有效消除高斯噪声对上述光波的影响，将深埋于噪声中的周期信号提取出来。降低噪声干扰，提高图像清晰度，提高了系统对待探测区域的识别能力。

另外，处理器还可以通过Retinex超分辨率图像处理算法对得到的数字视频文件进行增强处理，使图像更加清晰，细节更加丰富。有效地抑制了系统及背景噪声、增强图像显示效果，极大的提高了系统对火场目标的识别能力。在具体实施过程中，本步骤可以在可编程逻辑器件(FPGA)中具体实施。

具体的，处理器具体可以包括滤波模块和增强模块。其中，滤波模块可以采用最小均四阶矩(Least Mean Fourth,LMF)空间自适应背景预测算法实现对杂波的抑制，利用基于四阶累积量的自适应滤波器(Forth Cumulant-Based Adaptive Filter,FCBAF)消除高斯噪声的影响。增强模块可以通过Retinex超分辨率图像处理算法对得到的数字视频文件进行增强处理，使图像更加清晰，细节更加丰富。上述图像处理模块有效地抑制了系统及背景噪声、增强图像显示效果，极大的提高了系统对火场目标的识别能力。

实施例三

基于上述实施例，参见图5，本设备还可以包括：声波发射模块35，向所述待探测区域发射超声波；声波接收模块36，接收所述待探测区域反射的所述超声波。具体的，声波发射模块35可以向目标探测区域发出15000Hz以上的超声波，在传播至目标探测区域的物体时，该超声波反射回本设备的声波接收模块36，通过计算发出超声波与接收超声波的时间差，计算目标探测区域物体与本设备之间的距离。上述声波探测可以应用于水下等危险区域，在不接触目标探测区域物体的情况下，实现对该物体外形、运动轨迹等信息的探测。

相应的，本设备中转换模块34还包括：声电转换元件，将接收到的声波转换为电信号。经过该声电转换元件34转换获得的电信号可以与由光波转换获得的电信号相结合，结合光波、声波两种形式从不同方面呈现目标探测区域的实际情况。本设备能够对水下、烟雾环境等复杂的环境进行探测，结合声波和光波充分展现目标探测区域的情况。

本申请提供的环境探测设备还可以包括有通讯模块，用于将经过处理的图像信息发送至其它具有显示功能的电子设备中。具体的，发送上述图像信息的方式此处不做限制，可以选用有线连接方式，也可以选用无线连接方式。由于火场内温度较高，数据线普遍耐热性能不佳，因此无线连接方式较优。无线连接方式可以包括蓝牙、wifi等，其中，较优的可以采用wifi进行通讯，数据传输速度快、受干扰程度较小。控制中心具体可以通过显示器呈现接收到的图像信息，根据该图像信息向探测设备发送控制指令，该控制指令可以包括调整目标探测波段。发送的控制指令可以是文字指令、语音指令等，该指令可以被上述通讯模块接收。另外，控制中心也可以根据呈现出的图像信息进行当前画面调整，例如，画面对比度、亮度、缩放等。对于当前画面调整的相关指令可以不发送至探测设备处，仅在控制中心内进行调整，用以优化上述图像信息，进一步提取图像中的关键信息，获取火场的环境细节，从而制定较优的救援计划。

对于上述环境探测设备，可以包括有显示模块，用于实时显示待探测区域在目标探测波段的图像信息，但待探测区域内部环境复杂能见度低，难以观测到显示模块呈现的图像细节。因此，较优的将探测到的图像信息发送至控制中心，根据控制中心发送的控制指令调整预设波段，以便通过较优的光波波段对待探测区域内部环境进行探测。

另外，控制中心可以同时与多个探测设备进行通信，即实时接收来源于多个探测设备的图像信息。多个探测设备可以位于待探测区域的不同位置，根据多个探测设备从不同方位实现对待探测区域的观测，能够对比分析出该待探测区域的实际情况，从而多角度多方面地获取环境信息。

除此之外，本身请提供的探测设备还可以包括有发光模块，该模块可以发出波长为400nm-1200nm以及8000nm-14000nm的光波，在待探测区域昏暗是可以利用可见光波段实现照明，还可以利用非可见光波段强化探测设备对于待探测区域的探测效果，使获得的图像信息更清晰。

本申请提供的探测设备还可以包括有电源模块，为上述用电的模块提供稳定的工作电压，保证上述模块在所需电压下正常工作。该电源模块实际提供的电流形式与电压值可以根据实际需求设置。

通过上述技术方案，本申请利用波长为400nm-1200nm、8000nm-14000nm的光波以及超声波对待探测区域进行多波段的光谱检测。由于上述光谱响应范围广，分辨率高，波长较长的光波能够通过高密度的溶剂蒸汽和烟雾，利于清晰观察待探测区域内部情况。另外，本申请能够根据待探测区域的环境状况选取目标探测波段，依据实际情况调整光波波段，从而调整图像信息，以便从各个光波波段进行观测，充分了解环境情况，进而有效的提高灾害搜救效率，减少人员伤亡和财产损失。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种环境探测设备，其特征在于，包括：

光接收模块，包括光线入射端和光线出射端，所述光接收模块通过所述光线入射端接收来自待探测区域的光波，并且将接收的光线由所述光线出射端射出；

切换模块，控制所述光接收模块在可见光模式与远红外模式之间切换；

分光模块，与所述光线出射端相对，并对所述光线出射端射出的光波进行分光以获得预设波段的光波；

其中，在可见光模式下，所述预设波段的最小值大于或等于400nm，所述预设波段的最大值小于或等于1200nm，在远红外模式下，所述预设波段的最小值大于或等于4000nm，所述预设波段的最大值小于或等于14000nm；

转换模块，将所述分光模块分光获得的所述预设波段的光波转换为图像信息。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述分光模块，具体包括：

波长调节器，设置所述预设波段的最小值和最大值。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述接收模块，具体包括：广角镜头和所述广角镜头后焦面；

所述广角镜头，利用折射性能将所述待探测区域的光波汇聚至所述广角镜头后焦面上。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述接收模块，还包括：

耦合透镜，利用折射性能将汇聚至所述广角镜头后焦面的光波再次汇聚至光纤传输束的前端面，以进行分光。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述分光模块，具体包括：

透射光栅，利用折射性能对接收到的光波进行分光。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述分光模块，具体包括：

反射光栅，利用反射性能对接收到的光波进行分光。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述转换模块，具体包括：

光电转换元件，将接收到的光波转换为电信号；

处理器，将所述电信号处理为单帧图像。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

声波发射模块，向所述待探测区域发射超声波；

声波接收模块，接收所述待探测区域反射的所述超声波。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述转换模块，还包括：

声电转换元件，将接收到的声波转换为电信号。

10.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述预设波段的最大值与最小值的差值为300nm。