CN104932370B - 环境侦测装置及人物识别方法、应急监控*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环境侦测装置、一种应急监控***，以及一种基于环境侦测装置的人物识别方法；该环境侦测装置包括空心球状外壳，以及设置在外壳内部的相互连接的电源模块、数据采集模块和控制模块，还包括设置在外壳内部的热感应检测模块、人物识别模块，热感应检测模块、人物识别模块均与电源模块、控制模块连接；热感应检测模块用于获取表面温度满足预设温度值范围的物体的热感应图像；控制模块根据热感应图像和数据采集模块采集的环境图像信息进行匹配分析，获取匹配热像数据；人物识别模块获取接收端监控***发送的人体图像数据，并根据人体图像数据以及匹配热像数据进行匹配分析。本发明提高了侦测效率，实现环境侦测装置的多功能和智能化。

Description

环境侦测装置及人物识别方法、应急监控***

技术领域

本发明涉及环境监控技术领域，特别是涉及一种环境侦测装置、一种应急监控***，以及一种基于环境侦测装置的人物识别方法。

背景技术

当前，人类社会要面对诸多由于自然灾害或人为因素所导致的突发性事件，比如面临火灾情况解救被困人员、遇到地震灾情进行现场救援、发生矿难进行井下救援、执行解救人质任务遭遇绑匪的攻击等。针对诸如此类的特殊情况，由于无法了解现场的具体情况，对于进入这些存在大量未知因素的危险区域进行现场救援，会给现场救援人员造成极大的生命安全威胁。

现有的环境侦测装置，可应用在部分应急场景中，能在狭小空间、密闭环境等不适合人进入的区域中进行图像、音频、视频等环境信息的采集，并将采集的数据传输至外部的监控中心。

现有的环境侦测装置功能较为单一，一般只针对特定的单一环境进行侦测，但在军事、抢险救援等领域，经常需要在未知且复杂多变的环境中侦测目标，现有环境侦测装置不能满足需求。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种环境侦测装置、一种应急监控***，以及一种基于环境侦测装置的人物识别方法，实现侦测目标的快速搜索与识别。

为实现上述目的，本发明实施例的内容如下：

一种环境侦测装置，包括空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块、数据采集模块和控制模块，还包括设置在所述空心球状外壳内部的热感应检测模块、人物识别模块，所述热感应检测模块、所述人物识别模块均与所述电源模块、所述控制模块连接；

所述热感应检测模块用于获取表面温度满足预设温度值范围的物体的热感应图像；

所述控制模块根据所述热感应图像和所述数据采集模块采集的环境图像信息进行匹配分析，获取匹配热像数据；

所述人物识别模块获取接收端监控***发送的人体图像数据，并根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据进行匹配分析。

一种应急监控***，包括上述的环境侦测装置，所述环境侦测装置还包括无线传输模块，所述应急监控***还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控***。

一种基于环境侦测装置的人物识别方法，所述环境侦测装置，包括空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块和数据采集模块；所述人物识别方法包括如下步骤：

获取表面温度满足预设温度值范围的物体的热感应图像；

获取环境图像信息；

根据所述热感应图像和所述环境图像信息进行匹配分析，获取匹配热像数据；

获取接收端监控***发送的人体图像数据，并根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据进行匹配分析。

上述环境侦测装置、应急监控***和基于环境侦测装置的人物识别方法，通过检测环境中的物体表面温度，并获取表面温度满足预设温度值范围的物体的热感应图像，基于该热感应图像与接收端监控***发送的人体图像数据进行匹配分析，从而实现侦测目标的快速识别。本发明提高了侦测效率，实现了环境侦测装置的多功能和智能化，从而扩展了环境侦测装置的应用范围。

附图说明

图1为本发明实施例一中一种环境侦测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一中另一种环境侦测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例二中一种应急监控***的结构示意图；

图4为本发明实施例二中接收端监控***的结构示意图；

图5为本发明实施例三中基于环境侦测装置的人物识别方法的流程示意图；

图6为本发明实施例三中基于环境侦测装置的人物识别方法的另一流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本发明的内容作详细阐述。

实施例一

如图1所示，是本发明一种环境侦测装置在实施例一的结构示意图，包括空心球状外壳10，以及设置在所述空心球状外壳10内部的相互连接的电源模块11、数据采集模块12和控制模块13，其中，还包括热感应检测模块14、人物识别模块15，热感应检测模块14、人物识别模块15设置在空心球状外壳10的内部，且均与电源模块11、控制模块13连接。

空心球状外壳10一般采透明、可见度高的塑料材料。数据采集模块12可为视频采集设备、图像采集设备，控制模块13可启动或关闭数据采集模块12，以及获取数据采集模块12采集的数据，并对数据进行处理及传输。

热感应检测模块14用于获取表面温度满足预设温度值范围的物体的热感应图像。控制模块13根据所述热感应图像和数据采集模块12采集的环境图像信息进行匹配分析，获取匹配热像数据。人物识别模块15获取接收端监控***发送的人体图像数据，并根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据进行匹配分析。

本实施例一的环境侦测装置，可将热感应检测模块14安装在数据采集模块12的周围，这样热感应检测模块14可检测数据采集模块12四周的环境中的物体表面温度，当某物体的表面温度满足预设温度值范围值时，生成该物体的热感应图像。例如，预设温度值范围设置为36.26℃～37.74℃，对应人的体温范围，在当前环境中有人存在时，热感应检测模块14检测到目标，并生成目标的热感应图像，此时，数据采集模块12也采集环境图像信息。

控制模块13接收热感应检测模块14发送的热感应图像，以及数据采集模块12发送的环境图像信息，并将热感应图像与环境图像信息进程匹配分析，生成匹配热像数据并进行存储，用于后续的人物识别。

本实施例的热感应检测模块14，可包括红外温度传感器和红外热成像仪，将红外温度传感器和红外热成像仪安装在空心球状外壳内部，并设置在数据采集模块12的周围。红外温度传感器检测环境中的物体表面温度，并反馈至控制模块13，当检测到某物体的表面温度满足预设温度值范围时，控制模块13发出指令控制红外热成像仪生成该物体的热感应图像。控制模块13接收红外热像仪发送的热感应图像，并将其与数据采集模块12采集的环境图像信息进行匹配分析，综合处理后生成匹配热像数据，提供给人物识别模块15使用。

人物识别模块15接收到匹配热像数据后，将其与内部存储的且由接收端监控***发送的关于侦测目标的人体图像数据进行匹配分析，实现侦测目标的识别。在一种具体实施方式中，人物识别模块15在进行匹配分析时，可先分别根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据建立各自对应的人体骨骼三维模型、脸型轮廓模型、五官轮廓模型，即根据内部存储的人体图像数据建立侦测目标的人体骨骼三维模型A、脸型轮廓模型B、五官轮廓模型C，根据匹配热像数据建立当前发现的目标的人体骨骼三维模型a、脸型轮廓模型b、五官轮廓模型c，再分别对人体骨骼三维模型A与a、脸型轮廓模型B与b、五官轮廓模型C与c进行匹配分析，判断人体骨骼、脸型轮廓以及五官是否均匹配；若是，则人物识别模块15判定人体图像数据与匹配热像数据匹配，即表明环境侦测装置当前发现的目标即为侦测目标。

本实施例的环境侦测装置，具有体积小成本低即抛即用的优点，在应对情况不明、高度危险、人员无法接近且使用通常手段无法实施监测的紧急事故时，根据实际情况将一个或多个环境侦测装置抛掷到无法接近或存在安全隐患的环境中，快速发现侦测目标，并通过数据采集模块稳定地采集环境信息。

较佳的，如图2所示，本实施例中的环境侦测装置还可包括与控制模块13连接的驱动模块(图中未示出)、定位模块16、光感应模块17。光感应模块17与定位模块16、电源模块11连接，定位模块16与电源模块11连接。

基于现有的光线检测技术，光感应模块17可以搜索到环境侦测装置在预设范围内的光线最弱点。基于现有的无线定位技术，定位模块17可根据环境侦测装置当前的位置信息及光线最弱点的位置信息，确定环境侦测装置从当前位置移动至光线最弱点的路径；控制模块13根据该路径即可生成移动控制指令并发送至驱动模块；驱动模块根据该移动控制指令即可驱动环境侦测装置，将其移动至光线最弱点，防止环境侦测装置被侦测目标发现。

在一种具体实施方式中，光感应模块17在接收到到人物识别模块15发送的指令后启动。人物识别模块15在判定匹配热像数据与热人体图像数据匹配后，确定发现侦测目标，此时需要将环境侦测装置隐藏起来，防止被侦测目标发现，因此，发送指令给光感应模块17，使环境侦测装置开启隐藏模式。光感应模块17工作后，在环境侦测装置的一定范围内(即上述预设范围内)进行搜索，感应光线最弱点，并结合定位模块16确定该光线最弱点的位置信息。定位模块16根据环境侦测装置当前的位置信息以及光线最弱点的位置信息生成将环境侦测装置从当前位置移动至光线最弱点的路径，并将路径反馈至控制模块13。控制模块13接收该路径后，生成相应的移动控制指令，驱动模块根据该移动控制指令使环境侦测装置朝着光线最弱点移动，最终使得环境侦测装置移动至阴暗处隐藏起来。

综上，本实施例中的环境侦测装置通过热感应检测模块14检测物体表面温度并获取热感应图像，通过人物识别模块15进行匹配分析，判断环境侦测装置当前是否搜寻到准确的侦测目标，并能在发现侦测目标后自动移动至阴暗处隐藏起来。本实施例中的环境侦测装置可应用在军事侦测、解救人质等复杂多变的场景，为军事战略部署、执行解救任务等工作提供有力辅助。

实施例二

本发明还提供一种应急监控***，如图3所示，是应急监控***在实施例二中的结构示意图，包括实施例一中的环境侦测装置，所述环境侦测装置还包括无线传输模块(图中未示出)，应急监控***还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控***。

本发明的应急监控***，可由专业人员将环境侦测装置抛入需监控区域，从而深入应急现场，环境侦测装置可根据需要采集现场的信息，比如可拍摄现场情况照片、采集语音数据和其他环境数据等，然后通过无线传输模块输出上述采集的环境信息至接收端监控***；接收端监控***接收所述环境信息，能及时确定现场的具体情况，方便专业人员做出救援决策和控制措施。接收端监控***也可以将所接收到的图像、声音和环境等各种信息转发到指挥控制中心，供指挥控制中心了解事故现场的具体情况。

本实施例的环境侦测装置，其空心球状外壳内部，可设置多种传感器进行数据采集，例如，数据采集模块可为视频传感器、音频传感器，还可包括环境信息采集传感器，所述视频传感器、音频传感器和环境信息采集传感器都与控制模块连接；控制模块将上述视频传感器、音频传感器和环境信息采集传感器采集的数据进行压缩编码等处理后，通过无线传输模块输出；电源模块则为各个传感器或模块供电。

上述视频传感器可为六个，分别设置在所述球状外壳球心的上下左右前后六个相互垂直的方向上，控制模块可将每个视频传感器拍摄的图片进行拼接，既能保证全方位无死角地拍摄到侦测区域的全景图片，也能较好地控制装置成本。

上述的环境信息采集传感器可包括湿度传感器、有害物质传感器或辐射传感器，用于采集现场的湿度、有害物质含量、放射性物质含量等信息。

空心球状外壳内部可有多个与其内腔相通的通孔，所述视频传感器、音频传感器和环境信息采集传感器、控制模块、电源模块、温度检测模块等器件可分别固定在各个通孔中；或者，空心球状外壳内部也可设置支撑部件，上述器件可分别固定在支撑部件上。

环境侦测装置的运动则由控制模块和驱动模块控制。其中，驱动模块可包括第一滚珠和第二滚珠、连接机构和驱动机构；第一滚珠和第二滚珠可滚动地设置在所述连接机构的两端，第一滚珠和第二滚珠都与空心球体内壁相抵；第一滚珠和第二滚珠位于经过所述空心球体球心的一条直径上；驱动机构固定在所述空心球体内部，与所述第一滚珠连接，用于驱动所述第一滚珠滚动。

如图4所示，是本实施例的接收端监控***的结构示意图，可设置有无线模块1010、解压解码模块1020、处理模块1030、显示模块1040和指令生成模块1050；

接收端监控***主要是对环境侦测装置中的无线传输模块传输的数据进行接收、处理、显示、分析等；无线模块1010接收环境侦测装置发送的数据，解压解码模块1020对数据进行解压解码处理，处理模块1030通过显示模块1040将解压解码的数据进一步处理后进行显示，监控人员可通过指令生成模块1050，进行控制指令的触发，将控制指令生成的控制信号通过无线网络发送给环境侦测装置，无线传输方法可以是GSM(Global System forMobile communication，全球移动通信***)/GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)、WCDMA(WidebandCode Division Multiple Access，宽带码分多址)、TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址)、WI-FI(Wireless-Fidelity，无线保真)和COFDM(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing，编码正交频分复用)等方式的一种或多种。

本实施例的应急监控***，环境侦测装置具有体积小、成本低、操作简单，能应用于情况不明、高度危险、人员无法接近且使用通常手段无法实施检测的区域；环境侦测装置能代替专业人员进入事故发生环境，减少了人员受意外伤害的可能性；环境侦测装置具有移动灵活的特点，方便适用于多种特殊场景，具有广泛用途；环境侦测装置具有高度集成性，可以根据需要集成多种类型的信息采集单元，能一次性完成多种信息数据的采集。

环境侦测装置中通过一组大冗余、低成本的简单传感器协同工作，以更直接、更精确的方式对环境信息进行全面检测，进而实现对复杂环境或复杂事件的精确感知。环境侦测装置具有高可靠性、高抗毁性、随需而设、即抛即用等特点，除了适用于实施例一中描述的军事侦测、解救人质等场景，还适合多种人员无法直接进入的突发安全事故场合，比如地震、核辐射泄露、化学品泄漏、河流污染、火灾、矿难等需要快速、灵活部署的突发性灾难事件等。

实施例三

如图5所示，是本发明基于环境侦测装置的人物识别方法在实施例三中的流程示意图，所述环境侦测装置，包括空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块和数据采集模块；所述人物识别方法包括如下步骤：

S10获取表面温度满足预设温度值范围的物体的热感应图像；

S20获取环境图像信息；

S30根据所述热感应图像和所述环境图像信息进行匹配分析，获取匹配热像数据；

S40获取接收端监控***发送的人体图像数据，并根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据进行匹配分析。

在一种具体实施方式中，所述预设温度值范围为36.26℃～37.74℃，对应与人的体温范围。

在本实施例中，可通过红外温度传感器检测环境中的物体表面温度，当检测到某物体的表面温度满足预设温度值范围时，如检测到环境中有人存在时，可通过红外热成像仪生成该目标的热感应图像。获取目标的热感应图像，并将其与数据采集模块采集的环境图像信息进行匹配分析，综合处理后生成匹配热像数据，用于后续的人物识别。

在识别当前发现的目标时，首先获取接收端监控***发送的人体图像数据，该人体图像数据与侦测目标对应，包含了侦测目标的多种信息，例如人体骨骼、脸型轮廓、五官轮廓等。将上述匹配热像数据与侦测目标的人体图像数据进行匹配分析，就能实现侦测目标的识别。在一种具体实施方式中，在进行匹配分析时，可先分别根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据建立各自对应的人体骨骼三维模型、脸型轮廓模型、五官轮廓模型，即根据接收端监控***发送的有关于侦测目标的人体图像数据建立人体骨骼三维模型A、脸型轮廓模型B、五官轮廓模型C，根据匹配热像数据建立当前发现的目标的人体骨骼三维模型a、脸型轮廓模型b、五官轮廓模型c，再分别对人体骨骼三维模型A与a、脸型轮廓模型B与b、五官轮廓模型C与c进行匹配分析，判断人体骨骼、脸型轮廓以及五官轮廓是否均匹配；若匹配，则判定人体图像数据与匹配热像数据匹配，即表明环境侦测装置当前发现的目标即为侦测目标。

在一种具体实施方式中，如图6所示，在判定所述人体图像数据与所述匹配热像数据匹配后，还包括如下步骤：

S61获取所述环境侦测装置预设范围内的光线最弱点的位置信息；

S62获取所述环境侦测装置当前的位置信息；

S63根据所述光线最弱点的位置信息以及所述环境侦测装置当前的位置信息，确定环境侦测装置从当前位置移动至所述光线最弱点的路径；

S64根据所述路径生成移动控制指令，所述移动控制指令用于控制所述环境侦测装置中的驱动模块。

在判定匹配热像数据与热人体图像数据匹配后，确定发现侦测目标，此时需要将环境侦测装置隐藏起来，防止被侦测目标发现，因此使环境侦测装置开启隐藏模式，首先基于现有的光线检测及定位技术，搜索环境侦测装置在预设范围内的光线最弱点的位置信息，以及环境侦测装置当前的位置信息，结合无线定位技术确定将环境侦测装置从当前位置移动至光线最弱点的路径。获取该路径后，可通过中央处理器、微控制单元等模块生成相应的移动控制指令，环境侦测装置中的驱动模块根据该移动控制指令可使环境侦测装置朝着光线最弱点移动，最终使得环境侦测装置移动至阴暗处隐藏起来，防止环境侦测装置被侦测目标发现。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种环境侦测装置，包括空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块、数据采集模块和控制模块，其特征在于，还包括设置在所述空心球状外壳内部的热感应检测模块、人物识别模块，所述热感应检测模块、所述人物识别模块均与所述电源模块、所述控制模块连接；

所述热感应检测模块用于获取表面温度满足预设温度值范围的物体的热感应图像；

所述控制模块根据所述热感应图像和所述数据采集模块采集的环境图像信息进行匹配分析，获取匹配热像数据；

所述人物识别模块获取接收端监控***发送的人体图像数据，并根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据进行匹配分析；

还包括均与所述控制模块连接的驱动模块、定位模块、光感应模块；所述光感应模块与所述定位模块、所述电源模块连接；所述定位模块与所述电源模块连接；

所述光感应模块搜索所述环境侦测装置预设范围内的光线最弱点；

所述定位模块用于获取环境侦测装置从当前位置移动至所述光线最弱点的路径；

所述控制模块根据所述路径生成移动控制指令并发送至驱动模块；

所述驱动模块根据所述移动控制指令驱动所述环境侦测装置。

2.根据权利要求1所述的环境侦测装置，其特征在于，所述热感应检测模块包括红外温度传感器和红外热成像仪。

3.根据权利要求2所述的环境侦测装置，其特征在于，所述红外温度传感器检测环境中的物体表面温度，当检测到表面温度满足预设温度值范围的物体时，所述红外热成像仪生成该物体的热感应图像。

4.根据权利要求1至3任一项所述的环境侦测装置，其特征在于，所述人物识别模块在根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据进行匹配分析时，分别根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据建立各自对应的人体骨骼三维模型、脸型轮廓模型、五官轮廓模型，再分别对所述人体骨骼三维模型、所述脸型轮廓模型、所述五官轮廓模型进行匹配分析，判断是否匹配；若是，则所述人物识别模块判定所述人体图像数据与所述匹配热像数据匹配。

5.一种应急监控***，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一项所述的环境侦测装置，所述环境侦测装置还包括无线传输模块，所述应急监控***还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控***。

6.一种基于环境侦测装置的人物识别方法，所述环境侦测装置，包括空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块和数据采集模块；其特征在于，所述人物识别方法包括如下步骤：

获取表面温度满足预设温度值范围的物体的热感应图像；

获取环境图像信息；

根据所述热感应图像和所述环境图像信息进行匹配分析，获取匹配热像数据；

获取接收端监控***发送的人体图像数据，并根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据进行匹配分析；

在判定所述人体图像数据与所述匹配热像数据匹配后，还包括如下步骤：

获取所述环境侦测装置预设范围内的光线最弱点的位置信息；

获取所述环境侦测装置当前的位置信息；

根据所述光线最弱点的位置信息以及所述环境侦测装置当前的位置信息，确定环境侦测装置从当前位置移动至所述光线最弱点的路径；

根据所述路径生成移动控制指令，所述移动控制指令用于控制所述环境侦测装置中的驱动模块。

7.根据权利要求6所述的基于环境侦测装置的人物识别方法，其特征在于，所述预设温度值范围为36.26℃～37.74℃。

8.根据权利要求6所述的基于环境侦测装置的人物识别方法，其特征在于，根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据进行匹配分析的过程包括如下步骤：

分别根据所述人体图像数据以及所述匹配热像数据建立各自对应的人体骨骼三维模型、脸型轮廓模型、五官轮廓模型；

分别对所述人体骨骼三维模型、所述脸型轮廓模型、所述五官轮廓模型进行匹配分析，判断是否均匹配；

若是，则判定所述人体图像数据与所述匹配热像数据匹配。