【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及金屬類不規則目標探測，尤其涉及一種基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統及方法。
技術介紹
1、在垃圾分揀、金屬回收等場合中需要對金屬物進行檢測、識別，以實現金屬物的分揀、回收。現有技術中針對金屬物的分揀通常都是采用人工分揀方式，效率低、人工成本大，如果能夠實現金屬物的自動檢測識別，則可以大大提高金屬物分揀的效率。
2、但是現有技術目標識別算法通常是針對人臉、指紋、元器件等規則類目標的識別，例如人臉識別、指紋識別、流水線智能分揀、水果采摘等領域，目前尚沒有能夠直接檢測金屬不規則類目標的檢測方法。而金屬類不規則目標物由于形狀不規則，與顏色與地表差別不大等因素，導致現有技術中目標識別算法無法直接適用于進行金屬物的檢測。尤其是在分揀過程中金屬物所處的地表環境往往較為復雜，會存在大量的干擾物，例如巖石、土壤等，巖石、土壤等的干擾物與金屬物的顏色較為接近，致使識別難度較大，難以精準、快速的識別出金屬物目標。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本專利技術提供一種實現方法簡單、識別效率與準確性高且抗干擾性強的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統及方法。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提出的技術方案為：
3、一種基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，包括：
4、視覺識別子系統，包括視覺傳感器以及可見光數據處理模塊、紅外數據處理模塊、光譜數據處理模塊，所述可見光數據處理模塊用于對
5、金屬探測子系統，包括脈沖感應金屬探測器、與所述脈沖感應金屬探測器連接的脈沖感應數據處理模塊以及甚低頻金屬探測器、與所述甚低頻金屬探測器連接的甚低頻數據處理模塊，所述脈沖感應數據處理模塊通過對脈沖感應探測器接收到的脈沖信號進行目標脈沖信號特征提取，根據提取的目標脈沖信號特征識別是否有金屬物目標，所述甚低頻數據處理模塊通過獲取甚低頻探測器測量的相移量，并與待測金屬類別對應的相移均值進行比較，判斷出是否存在金屬物目標；所述視覺識別子系統、金屬探測子系統搭載于移動載體上；
6、還包括分別與所述視覺識別子系統、金屬探測子系統連接的搜尋控制系統，以用于在移動載體移動過程中，控制由所述視覺識別子系統對移動載體前向指定探測范圍內的地面進行視覺探測搜尋，得到一次探測結果，由所述金屬探測子系統對所述視覺識別子系統探測搜尋后的路面進行二次探測，得到二次探測結果。
7、進一步的，所述視覺傳感器包括可見光相機、紅外相機、深度相機以及多光譜相機，各相機布置于一防塵保護罩中，所述金屬探測子系統通過一可伸縮支架安裝于移動載體上，所述金屬探測子系統安裝在所述可伸縮支架的端部。
8、進一步的，所述可見光數據處理模塊包括：
9、地面網格化標識單元，用于獲取可見光相機捕獲的地面紋理圖像進行圖像投影變換，轉換成自上而下的拍攝投影方式，并將投影區域網格化，標記碎片目標位于所在網格區域；
10、可見光目標識別單元，用于檢測圖像中碎片目標的第一特征，根據檢測的第一特征識別是否為金屬物，如果為金屬物獲取對應的位置，所述第一特征包括幾何形狀、表面紋理特征以及使用數據驅動方式提取的特征，所述使用數據驅動方式提取的特征為基于深度學習模型使用數據驅動的方式以及特征學習的方式從指定金屬物類型的可見光圖像中提取出能夠區分金屬與其他目標的特征；
11、目標可見光空間映射單元，用于將可見光目標識別單元檢測到的金屬目標從二維可見光圖像空間映射到三維物理空間。
12、進一步的，所述紅外數據處理模塊包括：
13、紅外目標識別單元，用于獲取紅外相機采集的紅外圖像進行第二特征提取，根據檢測到的第二特征識別目標是否為金屬物，所述第二特征為基于深度學習模型使用數據驅動的方式以及特征學習的方式從指定金屬物類型的紅外圖像中提取出的能夠區分金屬與其他目標的特征；
14、目標紅外空間映射單元，用于將紅外目標識別單元檢測到的金屬目標從二維紅外圖像空間映射到三維物理空間。
15、進一步的，所述光譜數據處理模塊包括：
16、目標光譜特征提取單元，用于從多光譜相機檢測到的地面光譜信息中提取出目標的光譜特征，根據檢測出的光譜特征識別目標是否為金屬物；
17、目標光譜空間映射單元，用于將目標光譜特征提取單元檢測到的金屬目標從二維紅外圖像空間映射到三維物理空間。
18、進一步的，所述脈沖感應探測器包括單個線圈或兩個以上的線圈，以用于作為發射器和接收器，所述脈沖感應數據處理模塊包括目標脈沖特征提取單元以及目標三維空間定位單元，所述目標脈沖特征提取單元以用于獲取脈沖感應探測器探測到的脈沖信號進行目標脈沖信號特征提取，以根據提取的目標脈沖信號特征識別出是否為金屬物；所述目標三維空間定位單元，用于根據不同線圈探測獲得的反饋信號確定金屬目標的初步位置，以及根據初步位置與定位信息確定金屬目標的精確位置。
19、進一步的，所述甚低頻金屬探測器采用一對稱為相位解調器的電子線路測出相移量，所述甚低頻數據處理模塊還用于當根據檢測到的相移量與同類型的金屬相移均值進行比較檢測出金屬目標時，獲取金屬目標物所處的金屬類型范圍。
20、一種利用上述基于多傳感器融合的金屬目標探測搜尋系統的方法，步驟包括：
21、步驟s1、設備安裝初始化：將視覺識別子系統搭載在移動載體的頂端并調整視覺識別子系統中各相機的探測角度以使得朝向地面的指定范圍，將金屬探測子系統通過可伸縮支架搭載在移動載體的前端，并調整金屬探測子系統中各金屬探測器的探測角度使得朝向地面，以及根據所需探測的金屬類型調整金屬探測子系統中金屬探測器的工作頻率；
22、步驟s2、一次探測：在移動載體移動過程中，由視覺識別子系統中可見光相機、紅外相機、以及多光譜相機分別實時采集移動載體前向探測范圍內地面的可見光圖像、紅外圖像以及地面光譜信息，分別進行可見光數據處理、紅外數據處理以及光譜數據處理后得到金屬目標的一次探測結果輸出；
23、步驟s3、二次探測：在移動載體移動過程中，金屬探測子系統實時對所述視覺識別子系統搜尋后的路面進行二次探查，以確認是否存在漏檢的金屬目標，得到二次探測結果輸出；
24、步驟s4.探測融合：將一次探測結果與二次探測結果進行融合，去除其中相同的探測結果、保留一次探測結果與二次探測結果之間不同的結果，得到最終的探測結果。
25、進一步的，所述可見光數據處理的步驟包括：
26、獲取可見光相機捕獲的地面紋理圖像進行圖像投影變換，轉換成自上而下的拍攝投影方式，并將投影區域網格化，標記碎片目標位于所在網格區域；<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，所述視覺傳感器包括可見光相機、紅外相機、深度相機以及多光譜相機，各相機布置于一防塵保護罩中，所述金屬探測子系統通過一可伸縮支架安裝于移動載體上，所述金屬探測子系統安裝在所述可伸縮支架的端部。
3.根據權利要求1所述的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，所述可見光數據處理模塊包括：
4.根據權利要求1所述的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，所述紅外數據處理模塊包括：
5.根據權利要求1所述的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，所述光譜數據處理模塊包括：
6.根據權利要求1～5中任意一項所述的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，所述脈沖感應探測器包括單個線圈或兩個以上的線圈，以用于作為發射器和接收器，所述脈沖感應數據處理模塊包括目標脈沖特征提取單元以及目標三維空間定位單元，所述目標脈沖特征提取單元以用于獲取
7.根據權利要求1～5中任意一項所述的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，所述甚低頻金屬探測器采用一對稱為相位解調器的電子線路測出相移量，所述甚低頻數據處理模塊還用于當根據檢測到的相移量與同類型的金屬相移均值進行比較檢測出金屬目標時，獲取金屬目標物所處的金屬類型范圍。
8.一種利用權利要求1～7中任意一項所述的基于多傳感器融合的金屬目標探測搜尋系統的方法，其特征在于，步驟包括：
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述可見光數據處理的步驟包括：
10.根據權利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述紅外數據處理中包括通過獲取紅外相機采集的紅外圖像進行特征提取，根據檢測到的特征使用預先訓練的第二識別模型識別目標是否為金屬物，所述第二識別模型為預先基于深度學習模型使用從不同金屬物類型的紅外圖像中檢測出的特征數據所構成的訓練數據集進行訓練得到；所述光譜數據處理包括：從多光譜相機檢測到的地面光譜信息中提取出目標的光譜特征，根據檢測出的光譜特征識別目標是否為金屬物；所述光譜信息處理包括從多光譜相機檢測到的地面光譜信息中提取出目標的光譜特征，根據檢測出的光譜特征識別目標是否為金屬物。
...【技術特征摘要】
1.一種基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，所述視覺傳感器包括可見光相機、紅外相機、深度相機以及多光譜相機，各相機布置于一防塵保護罩中，所述金屬探測子系統通過一可伸縮支架安裝于移動載體上，所述金屬探測子系統安裝在所述可伸縮支架的端部。
3.根據權利要求1所述的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，所述可見光數據處理模塊包括：
4.根據權利要求1所述的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，所述紅外數據處理模塊包括：
5.根據權利要求1所述的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，所述光譜數據處理模塊包括：
6.根據權利要求1～5中任意一項所述的基于多傳感器融合的金屬物目標探測搜尋系統，其特征在于，所述脈沖感應探測器包括單個線圈或兩個以上的線圈，以用于作為發射器和接收器，所述脈沖感應數據處理模塊包括目標脈沖特征提取單元以及目標三維空間定位單元，所述目標脈沖特征提取單元以用于獲取脈沖感應探測器探測到的脈沖信號進行目標脈沖信號特征提取，以根據提取的目標脈沖信號特征識別出是否為金屬物；所述目標三維空間定位單元，用于根據不同線圈探測獲...
【專利技術屬性】
技術研發人員：廖洪波，趙驥昂，楊啟霖，阮緒行，楊金帥，張心怡，
申請(專利權)人：中國人民解放軍六三六五三部隊，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。