[发明专利]一种用于非可视障碍物后方环境感知的多模复合探测系统

说明书

一种用于非可视障碍物后方环境感知的多模复合探测系统，其包括：传感器阵列，包括穿墙雷达传感器阵列和隔墙听传感器阵列，穿墙雷达传感器阵列用于产生、辐射电磁波信号和接收、降频、滤波回波信号，隔墙听传感器阵列用于接收探测区域内部的声音信号并进行滤波、放大；传感器控制与数据采集及预处理平台，用于对前端传感器阵列的探测控制、接收数据的采集数字化、数字化后的数据进行滤波、矩阵变换；信号处理与融合决策平台，用于对传感器阵列接收信号的信号处理，将传感器阵列的处理结果，输入到融合决策模块进行融合决策，给出系统最终探测结果。本发明具有能够提高检测概率和精度、提升检测效率、提升环境适应能力等优点。

技术领域

本发明主要涉及到探测技术领域，特指一种用于非可视障碍物后方环境感知的多模复合探测系统。

背景技术

穿墙雷达是一种发射特定频段电磁波，穿透墙体、废墟等不透明非金属障碍物并接收回波信号，实现对障碍物后方隐蔽目标的探测、定位和跟踪的设备。主要用于应急救援、生命探测、安防等领域，用于发现和定位隐藏在建筑物内或者障碍物后的人员及其活动特征、建筑物的内部结构信息，提高对环境的感知能力、己方的作业成功率与生存能力。相对于基于声音信号、光电信号、X射线等的隐蔽目标探测手段，穿墙雷达探测距离远，不易受天气、光线、温度等因素的影响，设备尺寸适中，对非金属介质穿透性良好，探测的过程中不需移动或者破坏障碍物，因而在应急救援、生命探测、安防等领域具有独特的优势。

隔墙听是一种高灵敏度的拾音放大设备，基于共振原理在说话时引起墙壁等障碍物的轻微震动，经过超高灵敏度的感应器以及电子电路的处理，使之声音再现。将麦克风从场所上探测到的声频震动转变为音讯，将撷取的声音在嘈杂或清静环境中得到提升，能在不同物体表面（包括：墙壁、地板、窗户、门等）进行监听及录音，广泛应用于刑侦、应急救援、安防、测漏、机械维修检测等领域。

其实隔墙听运用的原理是共振原理在说话时引起墙壁的轻微震动，经过超高灵敏度的感应器以及电子电路的处理，使之声音再现。无需进入室内，安装在房间的外墙即可。具体的使用过程：把专业的隔墙听贴在房间的外墙，把手机放到贴在室内对应的位置，能清楚响亮的听到手机里面的歌声。贴在室外墙壁上，可清楚的监听室内的谈话声，当然，很细微的说话声是无法听到的，因墙壁各处的密度不同，可通过转换位置，找到最佳监听点。当然我们可以通过灵敏度的调节，达到对不同物质的最佳使用效果，对高密度物质调低灵敏度，低密度物质，调高灵敏度

上述传统技术在具体应用时，仍然存在一些不足：

1）环境适应性差，穿墙雷达不能穿透金属（网）墙体障碍物，无法获取其后方的环境信息；隔墙听通过对声源的震动接收进行跟踪，对障碍物的刚性及空间的开放程度比较敏感，在松散结构的障碍物应用场景下其获取信息能力差。穿墙雷达利用电磁波结合多普勒原理工作，电磁波不能穿透金属材质；穿墙雷达可以对障碍物后方的目标成像，但由于要穿透障碍物因而其工作频率较低、工作波长较长，一般选择L/S波段，所成图像仅是目标的轮廓、成像精度分米/厘米级别，不足以识别、分辨目标。

2）态势感知信息获取能力弱，穿墙雷达难以识别、分辨目标；隔墙听不能获知目标的位置、姿态以及建筑结构布局等信息。隔墙听依靠物理学声源的震动波来传输、放大声音，障碍物的刚性越强，声音在其上产生的震动波也越强，获取的声音越清晰，如玻璃、金属门等障碍物，所获取的声音清晰度高；对于松散结构如蜂窝砖、杂乱的废墟等，声源在这些刚性差的障碍物上产生的震动波弱，听音效果差；对于没有发出声音的人、物，无声源，隔墙听无法获知。

3）环境信息获取的正确概率率低。

4）当前的穿墙雷达、隔墙听设备是各自自成系统、独立工作的，一是现场携带的设备、模块多，需要两人操作或者先后分别操作，耗时长、效率低；二是各自探测的数据是独立的，需要人工合成后期这些数据，根据前后探测的结果进行分析判断，前后结果的关联性缺失，不能形成连续的、整体的判断；三是各自有自身的缺陷或适用范围，环境适应性差。

发明内容