[发明专利]一种无人机透窗探测装置及火场探测系统

说明书

本发明公开了一种无人机透窗探测装置及火场探测系统，本发明通过采用无人机搭载可见光相机，热成像相机和雷达三种传感器的方式，来对城市高层建筑进行火灾探测，并且本发明采用了特定频段的雷达具有对普通窗户玻璃，对高温、浓烟雾的穿透性，从而在全天候下对火场进行检查，并且本发明中的雷达还可以利用生命目标的心跳、呼吸等生命信息实现对探测目标的分类、识别，并可以提供目标精确的二维位置信息、生命状态信息。

技术领域

本发明涉及消防器械技术领域，特别是涉及一种无人机透窗探测装置及火场探测系统。

背景技术

现有商用无人机结合红外、光学传感器在应急火灾救援中已被广泛应用于快速的识别着火点、人与物体。但针对城市高层建筑火灾救援难度较大、时间紧迫、室内人员找寻及定位难等问题，以及常见的高层建筑窗户深色玻璃、高温浓烟、浓雾以及大火遮蔽情况下的人员探测问题，无人机搭载的光学和红外传感器应用受限。所以如何在遮蔽情况下对火场中的生命目标进行精确检测和识别成为了现在亟待需要解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种无人机透窗探测装置及火场探测系统，以解决现有技术中不能在遮蔽情况下对火场中的生命目标进行准确检测和识别的问题。

第一方面，本发明提供了一种无人机透窗探测装置，所述装置设置在无人机上，通过所述无人机带动所述装置抵达目标位置，以在玻璃或烟雾遮挡条件下，对火场进行生命状态信息以及二维位置信息的探测，所述装置包括：雷达、光学相机以及红外相机；

所述红外相机，用于通过红外波段对当前视场进行扫描，并利用生命体以及着火点与环境的温度差异，识别生命体及着火点；

所述光学相机，用于对当前视场进行实时拍照；

所述雷达，用于利用雷达以及雷达上的阵列天线来对火灾现场的生命体的状态信息以及生命体的二维位置信息进行探测；

最终使得无人机平台能够根据所述光学相机发送来的照片、所述红外相机发送来的生命体及着火点信息以及所述雷达探测到的生命体的状态信息和生命体的二维位置信息，准确确定生命体的位置和状态。

可选地，所述雷达还包括发射电路模块、接收电路模块和信号处理模块；

所述发射电路模块，用于产生信号，并所产生的信号倍频到射频，然后对射频信号进行功率控制，最后经选频网络和匹配电路后，由发射天线进行发射；

所述接收电路模块，用于将多路模拟射频信号下变频到模拟中频信号，模拟中频信号经通道A/D进行数据采集、数字下变频后得到数字基带信号，数字基带信号再发送给信号处理模块处理；

所述信号处理板，用于对多路基带回波进行匹配滤波、墙体杂波消除、多径幻象消除、成像处理、动目标显示以及恒虚警检测处理，以确定生命体的状态信息以及其二维位置信息。

可选地，所述信号处理模块是以可编程逻辑门阵列FPGA和数字信号处理器DSP构建的处理资源。

可选地，所述发射电路模块进一步包括主控芯片、直接数字频率合成DDS模块、频率合成器、数控衰减器、功率放大器和选频网络，所述主控芯片控制所述直接数字频率合成DDS模块产生信号，所述信号经所述频率合成器后，将所述信号倍频到射频，然后经所述数控衰减器和所述功率放大器对射频信号进行功率控制，最后经所述选频网络和匹配电路后，由发射天线进行发射；

可选地，所述接收电路模块进一步包括多个标准的接收通道单元、本振功分网络、电源及控制单元，其中每个接收通道单元还包括射频低噪声放大器、灵敏度时间增益控制STC、混频器、滤波器、手动增益控制MGC/自动增益控制AGC、中频放大器和模拟数字转换A/D，