一种未知环境信息的智能感知系统

allin2025-04-03  38


本发明涉及区域探测,具体而言,涉及一种未知环境信息的智能感知系统。


背景技术:

1、随着城市化的步伐迅速迈进,社区安全问题愈发成为城市管理中不可忽视的一环。这些安全问题不仅涵盖了传统意义上的治安问题,如盗窃、斗殴等犯罪行为,还涉及了交通安全,如道路拥堵、交通事故频发,以及公共卫生领域,如疾病传播、环境污染等。

2、在当前的城市管理中,尽管相关部门已经投入了大量的人力物力,但传统的安全管理方式——即主要依赖人力巡逻,浪费人力的,同时,不能进行高精度的数据分析,效率低下,难以及时发现潜在的安全隐患。

3、因此,有必要提供一种未知环境信息的智能感知系统用以解决现有技术中采用传统的人力巡逻浪费人力、不能进行高精度的数据分析、效率低下和难以及时发现潜在的安全隐患的问题。


技术实现思路

1、鉴于此,本发明提出了一种未知环境信息的智能感知系统,旨在解决现有技术中采用传统的人力巡逻浪费人力、不能进行高精度的数据分析、效率低下和难以及时发现潜在的安全隐患的问题。

2、本发明提出了一种未知环境信息的智能感知系统,包括:

3、环境感知模块,用于实时感知探测车周围环境,采集并识别所述探测车周围环境中的重要特征;其中,所述重要特征包括:地形特征和障碍物特征;

4、融合决策模块,用于接收环境感知模块采集到的所述重要特征的信息数据,将所述重要特征的信息数据进行整合,根据所述信息数据对所述探测车当前所处环境进行判断,完成环境信息建模,并对所述探测车接下来的路径进行规划,根据路径规划生成对所述探测车状态进行调节的控制信号;其中,所述控制信号包括:速度信号和方向信号;

5、控制模块,用于接收所述融合决策模块生成的所述控制信号,并根据所述控制信号和所述路径规划控制所述探测车的运动,确保所述探测车能够按照预定的路径和速度移动,并在遇到障碍物时采取避障行动,所述控制模块还用于维持所述探测车的稳定性。

6、进一步的,所述环境感知模块包括:

7、雷达单元,用于对所述探测车周围360度的环境进行二维扫描探测,计算出所述探测车周围环境中的物体与雷达之间的距离,并将所述距离信息传输给所述融合决策模块;

8、相机单元,用于对周围环境进行实时三维信息采集,并将所述实时三维信息传输给所述融合决策模块。

9、进一步的,所述雷达单元包括:

10、光学机构,用于激光信号的发射、接收和转换;

11、主控机构,用于控制整个雷达的工作,包括激光信号的发射和处理、激光信号数据的计算和输出;

12、高频测距核心,用于发射激光信号,并接收通过所述探测车周围环境物体反射回来的激光信号,通过计算激光信号往返时间来计算出所述探测车周围环境中的物体与雷达之间的相对距离;

13、无线传输机构,用于为雷达无线传输电力和数据,确保雷达的连续工作和数据的实时传输;

14、旋转子机构,用于通过电机驱动雷达旋转,实现360°扫描,以全面探测所述探测车的周围环境;

15、信号处理机构,用于对接收到的激光信号进行处理,提取有效信息,并实时计算出周围环境中目标物体与雷达的单程距离值d;

16、高精度自适应角度测量机构,用于提供所述目标物体距离雷达的角度信息,结合所述单程距离值d,形成对所述探测车周围环境的二维平面映射。

17、进一步的,所述信号处理机构用于对接收到的激光信号进行处理,提取有效信息,并实时计算出周围环境中目标物体与雷达的单程距离值d时,包括:

18、所述距离值d的计算公式如下:

19、d=c*(t2-t1)/2;

20、上式中,d为雷达到所述目标物体的单程距离值,c为光速和(t2-t1)为测量的时间差,t2为雷达接收到通过所述探测车周围环境物体反射回来的激光信号的时间,t1为雷达发射激光信号的时间。

21、进一步的,所述光学机构包括:

22、激光发射装置,用于发射激光信号;

23、激光接收装置,用于接收被所述探测车周围环境的物体反射回来的激光信号;

24、光电转换板,用于将所述接收装置接收到的激光信号转换成电信号。

25、进一步的,所述相机单元包括:

26、红外投影仪,用于向所述探测车周围环境中的目标场景投射结构光图案;

27、红外相机,用于捕捉所述目标场景的红外结构光图像;

28、深度计算处理器,用于接收所述红外结构光图像,通过深度计算算法输出所述目标场景的深度图像;

29、激光保护装置,用于激光安全保护,确保相机单元符合c l ass1激光产品安全标准;

30、麦克风,用于声音采集和处理;

31、接口,用于实现数据传输和供电。

32、进一步的,所述融合决策模块包括:

33、主控单元,用于通过深度学习算法对接收到的所述重要特征进行图像目标检测与识别,实时传输检测与识别结果至控制模块;

34、微处理器单元,用于深度学习算法的计算,对所述重要特征进行数据计算、处理和存储。

35、进一步的,所述融合决策模块通过局域信号与控制模块通信,将所述检测与识别结果传输至控制模块。

36、进一步的,所述未知环境信息的智能感知系统还包括:

37、移动通信设备,用于接收所述融合决策模块发出的信息,所述融合决策模块通过所述局域信号实现与所述移动通信设备的实时通信和协调。

38、进一步的,所述控制模块采用共轴摆式悬挂结构及四轮驱动。

39、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:设置环境感知模块,能够实时感知到探测车周围的地形特征和障碍物特征等重要特征信息,保障探测车的正常行驶和探测,设置融合决策模块,能够将重要特征信息进行整合,对探测车周围的环境进行判断,精准地规划探测车的行驶路径,并精准地发现环境中存在的安全问题,通过探测车的实时感知和融合决策,能够快速并精准地分析出其所在环境的安全隐患问题,并控制探测车进行精准避障。本发明通过结合实时环境感知与建模,显著提升了本系统对复杂环境的适应性和任务执行的效率,这种集成方法不仅增强了系统在未知动态环境中的实时路径规划和决策反应速度,还优化了面对传感器误差、数据丢失及外部干扰时的鲁棒性,确保了高效、可靠的未知领域探测,不仅可以应用于科学探索,还可以广泛应用于侦察、灾害救援和环境监测等多个领域,具有广泛的应用前景。实现了探测效率的提高、安全风险的降低和数据精度的增强。



技术特征:

1.一种未知环境信息的智能感知系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的未知环境信息的智能感知系统,其特征在于,所述环境感知模块包括:

3.根据权利要求2所述的未知环境信息的智能感知系统,其特征在于,所述雷达单元包括:

4.根据权利要求3所述的未知环境信息的智能感知系统,其特征在于,所述信号处理机构用于对接收到的激光信号进行处理,提取有效信息,并实时计算出周围环境中目标物体与雷达的单程距离值d时,包括:

5.根据权利要求3所述的未知环境信息的智能感知系统,其特征在于,所述光学机构包括:

6.根据权利要求3所述的未知环境信息的智能感知系统,其特征在于,所述相机单元包括:

7.根据权利要求1所述的未知环境信息的智能感知系统,其特征在于,所述融合决策模块包括:

8.根据权利要求7所述的未知环境信息的智能感知系统,其特征在于,

9.根据权利要求8所述的未知环境信息的智能感知系统,其特征在于,所述未知环境信息的智能感知系统还包括:

10.根据权利要求1所述的未知环境信息的智能感知系统,其特征在于,


技术总结
本发明涉及区域探测技术领域,公开了一种未知环境信息的智能感知系统,该系统包括:环境感知模块,用于实时感知探测车周围环境,采集并识别探测车周围环境中的重要特征;融合决策模块,用于接收环境感知模块采集到的重要特征的信息数据,通过深度学习算法进行整合,根据信息数据对探测车当前所处环境进行判断,完成环境信息建模,并对探测车接下来的路径进行规划,根据路径规划生成对探测车状态进行调节的控制信号;控制模块,用于接收融合决策模块生成的控制信号,并根据控制信号和路径规划控制探测车的运动。本发明减少了人力,提高了任务执行的效率,确保高效可靠的未知领域探测,快速并精准地分析出安全隐患问题,控制探测车进行精准避障。

技术研发人员:陈心满,罗照千,陈健乐,杨人杰
受保护的技术使用者:华南师范大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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