[发明专利]声地震远程地雷探测系统及其探测方法

说明书

本发明公开一种声地震远程地雷探测系统及其探测方法，运用智能声地震远程地雷探测技术，并采用大功率高强度声音发生器放出大响度稳定频率的声波使地面发生震动，再使用无人机或者探雷车挂载拍摄装置，进行大范围土地地雷侦查，可以显著的提高探雷效率以及提升安全系数。利用地下地雷本质可以近似为一个弹簧，随着地表振动而产生的谐振，使用高速相机或多相机拍照装置进行视频拍摄，使用视觉振动测量技术以使计算机对图片进行精确的振动测量，据此得出有雷区和无雷区的振动幅度信息，对这些可疑地点进行定位。从而探测出地雷具体位置。

技术领域

本发明属于地雷探测技术领域，具体涉及一种声地震远程地雷探测系统及其探测方法。

背景技术

地雷在战争中应用的非常广泛,其杀伤力之大,探测之困难,在战争时就时时刻刻威胁着军人的生命安全，而其在战争之后的威胁要更甚。结合声学理论和地雷探测技术所提出的声地震耦合探测系统在国内已经完成了初步探索,但如何将这个技术结合基于机器视觉的振动测量技术，经过声学理论加上机器视觉的远程测量，解决地雷探测困难的问题仍然是存在技术难题，传统的地雷探测方式，如低频电磁感应探雷、核电四级矩共振探雷等地雷探测方式，虽然在许多方面有着优势，但是作为近距离探雷，效率低下并且具有危险性。

发明内容

本发明旨在提供一种声地震远程地雷探测系统及其探测方法，运用智能声地震远程地雷探测技术，克服了传统的地雷探测近程的效率低下与不安全性，也解决了普通远程地雷探测的成本太高的问题。可以显著的提高探雷效率以及提升安全系数。

第一方面，本发明公开了一种声地震远程地雷探测系统，其基于拍摄监视区域得到的摄影图像，来探测监视区域内的地面振动状态，该声地震远程地雷探测系统具备：地雷探测装置，所述地雷探测装置包括声地震发生部和振动探测部；所述声地震发生部包括信号发生器、调音器、功率放大器和前置放大器；信号发生器的信号输出端与调音器连接，用于作为信号发生源，通过信号软件，以高采样率生成一定长度的任意波形，独立设置上升沿和下降沿时间，将外部信号叠加到输出信号上，输出稳定的正弦波信号；调音器的信号输出端与功率放大器连接，用于将信号发生器的输出信号放大到一定的电平范围；功率放大器的信号输出端与前置放大器连接，用于放大经过调音器输出的音频信号的功率；前置放大器，用于放大经过功率放大器输出的音频信号的振幅，并以设定分贝的响度对地面进行播放，使得地面在输出的音频信号的激励下发生振动；所述振动探测部安装在无人机或移动车辆上，用于对地面进行拍摄，以获取地面振动的图像信息。

进一步改进本方案，还具备图像处理装置；所述图像处理装置，包括：图像截取部，用于获取存储在振动探测部内的目的物图像，在获取的图像中以设定的频率截取图像，对所截取的图像进行视觉震动测量；灰度处理部，用于对截取处理后的图像进行灰度处理，以提高后期的图像处理速度；滤波处理部，用于对灰度处理后的图像进行滤波处理以滤出图像所产生的噪声；图像分割部，用于根据滤波处理后的图像的像素特性进行图像分割，将一幅图像分割成若干个特定的、具有独特性质的部分或子集；信号提取部，用于对图像进行分割之后，将可疑地区的地面信息对应图像部分进行信息采集，将采集得到的各地面点信息进行信号提取；数据分析部，用于对所获得的图像进行信号提取之后，进行图像的智能整栋信息提取，用智能算法对地面的频率进行绘图，提取出地面异常信息的图组，将这些图组进行分类和采集，对于已经进行采集的地面振动信息进行分析，把可疑振荡的地点位置坐标提取出来，再根据这些位置坐标标定出地雷埋藏位置。

进一步改进本方案，所述振动探测部为高频相机或多相机拍照装置。

进一步改进本方案，所述振动探测部采用多相机拍照装置，振动探测部还包括相机位姿标定部和图像采集部，相机位姿标定部用于多相机拍照装置中各个拍照装置的位姿标定计算，以用于确定图像坐标系的误差；所述图像处理装置还包括图像畸变矫正部，所述图像畸变矫正部，用于对采集后的图像的位置畸变和视角畸变进行矫正，其中，位置畸变需要根据各个拍照装置的位姿关系来确定图像坐标系的误差。