[发明专利]一种基于多融合传感器的目标探测与识别装置和方法

摘要

本发明公开一种基于多融合传感器的目标探测与识别装置和方法，包括多融合传感器模块、系统数据处理模块、三维点云重建模块、电源模块、指挥控制模块、显示模块；多融合传感器系统通过激光雷达传感器发射超连续激光雷达探测目标物体，实时获取目标态姿、位置，红外传感器与可见光传感器对目标进行光谱探测，获取所述目标的红外与可见光视频；在系统各单元的配合下，得到目标的融合光谱信息和空间态姿与位置信息，实现精准定位三维同时得到三维点云实时成像；指挥控制模块判断识别目标是否存在威胁，若存在威胁，发出语音报警，对目标持续跟踪监视和干扰，对目标进行驱离或者打击，可广泛用于目标探测与识别、遥感测绘、无人控制等领域。

主权项

1.一种基于多融合传感器的目标探测与识别装置，其特征在于，主要包括：多融合传感器模块，系统数据处理模块、指挥控制模块、显示模块、电源模块、三维点云重建模块；所述多融合传感器模块，用于对目标进行探测与识别，根据探测的目标物体的双波段融合图像与目标位置同时测量，使距离信息和光谱信息对应；包括激光雷达传感器、红外传感器、可见光传感器；进一步的，所述红外传感器，发出红外光束，获取目标的红外波段，因测角精度高，用于探测目标的方位角度信息，并按照激光雷达传感器的指示继续跟踪目标，同时获取目标所在场景的红外视频；进一步的，所述可见光传感器，发出可见光光束，获取目标可见光波段，获取目标所在场景的可见光视频以及可见光图像；进一步的，所述激光雷达传感器，由目标测距单元、目标扫描单元组成；目标扫描单元，发射激光对目标进行扫描，连接一个反光镜，通过设置不同的角度，实现目标的360°全方位扫描，得到三维点云，利用雷达反复扫描，获取目标的位置信息；目标测距单元，连接SLAM用于测量目标物体的距离，根据目标扫描单元与红外传感器获取目标方位信息探测距离；所述系统数据处理模块，包括视频选择跟踪单元、信号处理单元、视频图像处理单元、数据融合单元、实时坐标转换单元、时间数字转换器单元；进一步的，所述视频选择跟踪单元，包括视频选择与跟踪，用于在得到红外视频与可见光视频的图像特征后，进行特征重叠，计算重叠损失，用于跟踪被选择的视频，即用于跟踪可见光视频或红外视频，获得跟踪结果，将跟踪结果叠加到被跟踪视频，即获取叠加视频，达到视频信号增强效果，将叠加视频输出到显示单元；视频选择跟踪单元连接一个跟踪器；进一步的，所述信号处理单元，包括：编码器、解码器、信号干扰器；包括将视频数据转化成数字形式的编码器，将数字形式转化成模拟信息输出给显示器的解码器，以及干扰信号发生器用于当探测到威胁物时对威胁目标进行电磁信号干扰；所述干扰信号发生器与电源相连；进一步的，所述视频图像处理单元，提取红外视频和可见光视频图像，获取图像色彩、纹理信息，应用SLAM实现目标定位获取目标坐标信息，同时向跟踪器发送目标位置，与红外传感器、可见光传感器相连接；进一步的，所述数据融合单元，用于融合红外传感器与可见光传感器获取的视频图像数据，以及将融合后的红外与可见光传感器数据与激光雷达传感器获取的数据进行融合；所述数据融合单元，应用基于扩展卡尔曼滤波器的传感器数据融合方法，接收来自激光雷达传感器获取的目标信息，如高度、距离、俯仰角、方向角等信息，以及融合红外传感器和可见光传感器数据的目标状态信息，将信息融合后，生成控制指令，通过网络通讯模块输出到指挥控制终端；进一步的，所述实时坐标转换单元，用于实时转换极坐标、地心地固坐标以及屏幕坐标，解决目标在不同传感器、不同场景下坐标不一致的问题；进一步的，所述时间数字转换器单元，用于测量开始脉冲信号和停止脉冲信号之间的时间间隔的时间数字转换器，控制时间以及实现目标的精确测距，并对干扰信号发生器工作时间进行设定并控制其间断工作；时间数字转换器与电源、干扰信号发生器、激光雷达传感器、红外传感器、可见光传感器相连；所述三维点云重建模块，包括：三维点云数据采集单元、点云关键特征提取与匹配单元、点云重建单元；所述电源模块，包括两个电源控制单元，分别用于电源控制单元1为系统装置供电，电源控制单元2用对时间数字转换器、干扰信号发生器供电，用直流滤波器进行滤波；所述指挥控制模块，连接通信组网具有网络通讯模块，应用4G、5G、卫星组网，将探测到的目标信息发送给指挥控制终端，指挥控制终端自动将信息与样本库进行比对，判断识别的目标是否存在威胁，若存在威胁，则发出语音报警，跟踪并对目标进行持续监听，使用干扰信号发生器对威胁目标进行干扰，对目标进行驱离或者打击。