[发明专利]一种基于群体智能的地雷探测方法及系统

权利要求书

1.一种基于群体智能的地雷探测系统，其特征在于，包括：探测无人机群和多台基座，所述探测无人机群包括至少两台探测无人机，每台探测无人机均对应部署于一台基座；

所述探测无人机包括：

第一UWB定位装置，用于对探测无人机自身的位置信息进行实时定位；

第一自组网通信装置，用于将探测无人机自身的地雷探测结果和位置信息在探测无人机群内部实时广播，并同步接收探测无人机群中其他探测无人机的地雷探测结果和位置信息；

第一激光雷达，用于对所述探测无人机的下方进行激光感知；

磁力仪，用于探测地雷的磁异常信号；

UWB探地雷达，用于探测物体形状信息；

信息处理模块，用于对所述地雷的磁异常信号以及物体形状信息进行实时融合处理，确定地雷探测结果；

飞行控制模块，用于采用编队控制算法确定探测无人机群的飞行编队，以使所述探测无人机群按所述飞行编队对作业区域进行探测，并在所述探测无人机群探测到目标雷达后，控制每个探测无人机返回各自的基座；

其中，所述编队控制算法是基于局部信息交互的分布式编队控制方法，具体地，探测无人机群中的每台探测无人机通过自身搭载的第一激光雷达对周围的障碍物位置信息进行探测，得到各台探测无人机的局部信息，接着将每台探测无人机感知到的局部信息融合起来，构成全局信息，再根据全局信息进行自主避障路径规划，得到探测无人机群的自主规划路径，探测无人机群在飞行过程中执行自主规划路径，从而对作业区域的地雷进行探测；

所述基座包括：

第二UWB定位装置，用于对所述基座的位置信息进行实时定位；

第二自组网通信装置，用于实时接收所述探测无人机群的地雷探测结果、以及向所述探测无人机群发送所述基座的位置信息；

第二激光雷达，用于对所述基座的上方进行激光感知；

人机交互装置，用于实时显示所述探测无人机群的位置信息、以及地雷探测结果；其中，所述探测无人机飞行在地面上方0.5m至1m处。

2.根据权利要求1所述的一种基于群体智能的地雷探测系统，其特征在于，所述磁力仪采用光泵磁力仪。

3.根据权利要求1所述的一种基于群体智能的地雷探测系统，其特征在于，所述地雷探测结果包括不存在地雷、以及存在地雷两种结果，当所述地雷探测结果为存在地雷时，该地雷的位置信息为探测到磁异常信号的区域。

4.根据权利要求3所述的一种基于群体智能的地雷探测系统，其特征在于，所述信息处理模块具体用于：

获取磁力仪探测到的磁异常信号、以及UWB探地雷达对磁异常信号区域探测得到的物体形状信息，将所述物体形状信息与地雷形状进行比对，当比对结果一致时，确定该物体为地雷，该地雷的位置信息为探测到磁异常信号的区域；否则，确定所述地雷探测结果为不存在地雷。

5.一种基于群体智能的地雷探测方法，应用于权利要求1至4任一所述的基于群体智能的地雷探测系统，其特征在于，包括以下步骤：

S100、在作业区域的边界间隔设置多个UWB定位装置，以向探测无人机群指示作业区域；

S200、探测无人机群中的探测无人机从各自的基座出发，每台探测无人机中的飞行控制模块采用编队控制算法共同确定探测无人机群的飞行编队，并控制各自的探测无人机按所述飞行编队飞行；

S300、在探测无人机群飞行过程中，每台探测无人机通过各自搭载的磁力仪对作业区域中地雷的磁异常信号进行探测，通过UWB探地雷达对作业区域中的物体形状信息进行探测；

S400、每台探测无人机中的信息处理模块对各自探测到的磁异常信号以及物体形状信息进行实时融合处理，确定该探测无人机的地雷探测结果，并将该地雷探测结果实时上报给基座的第二自组网通信装置；

S500、当探测无人机群完成整个探测区域的探测任务后，每台探测无人机朝各自的基座方向飞行；

S600、当基座上的第二激光雷达检测到探测无人机时，通过与所述探测无人机上的第一激光雷达对接，实现探测无人机与基座的对接，完成探测无人机的回收工作。

6.根据权利要求5所述的一种基于群体智能的地雷探测方法，其特征在于，所述每台探测无人机中的信息处理模块对各自探测到的磁异常信号以及物体形状信息进行实时融合处理，确定该探测无人机的地雷探测结果，具体为：

当磁力仪探测到地雷的磁异常信号时，信息处理模块获取UWB探地雷达对磁异常信号区域探测得到的物体形状信息，将所述物体形状信息与地雷形状进行比对，当比对结果一致时，确定该物体为地雷，该地雷的位置信息为探测到磁异常信号的区域；否则，确定所述地雷探测结果为不存在地雷。