专利名称：一种基于视听嗅触的活体探测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据一般生命活体具有形状、发声、气味、体肤触感等特点，由视听嗅触多种传感器模块与双DSP控制器组成的一种基于视听嗅触的活体探测系统。
背景技术：
活体，被定义为有生命的动植物体。活体探测是指发现活体目标并确认其是否为活体的过程，该过程涉及目标多种特征信息的收集和判定。基于人工智能的活体探测技术可以应用于危险或复杂环境下的活体目标搜索，在灾难搜救和复杂场景搜索过程中具有重要的应用价值。活体探测技术涉猎较广，主要涉及各类信息的采集技术，不同类型信息的模式识别技术以及针对适应不同环境的机构设计技术。针对以上活体探测技术的需求，本发明提出一种结构灵活、控制方便、模块化的基于多信息融合的活体探测系统，可以实现活体目标的快速准确探测。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于视听嗅触的活体探测系统，该探测系统以两个DSP 为控制处理核心，实现多个传感探测模块(视觉、听觉、触觉、嗅觉)的信息采集、融合、处理，以通过目标外观、声音、气味、柔软度来辨识目标的方位、属性、类别。系统以两个DSP为控制处理核心，控制实现四个传感探测模块(听觉、视觉、嗅觉、触觉)的信息采集，以及一个触觉运动执行机构，从而通过对目标的声音、外观、气味、触感信息的融合处理来辨识目标的方位并判断是否为活体。本发明的一种基于视听嗅触的活体探测系统，该活体探测系统包括有视觉模块 ⑴、听觉模块O)、嗅觉模块⑶、触觉模块⑷、运动载体(5)、电机驱动模块(6)和目标信息融合模块(7)；视觉模块(1)用于采集探测环境下的图像信息Dl {DL1，DR1}，DLl表示左CMOS摄像头(11)采集的图像信息，DRl表示右CMOS摄像头(12)采集的图像信息；听觉模块(2)用于采集探测环境下的声音信息D2 {FDL2，FDR2}，FDL2表示第一声音传感器OA)采集的声音信号DL2经高精密低噪声放大电路QC)进行放大，放大后的声音信号通过巴特沃兹滤波电路OD)滤波输出的左向滤波声音信号，FDR2表示第二声音传感器OB)采集的声音信号DR2经高精密低噪声放大电路QC)进行放大，放大后的声音信号通过巴特沃兹滤波电路OD)滤波输出的右向滤波声音信号；嗅觉模块(3)用于采集探测环境下空气中的(X)2浓度信息D3 ；触觉模块(4)用于采集探测环境下的柔软物体信息，该柔软物体信息将转换成电压信号D4输出；运动载体( 用于承载视觉模块(1)、听觉模块O)、嗅觉模块C3)和触觉模块 ⑷；
电机驱动模块(6)用于驱动视觉模块(1)、听觉模块(2)、嗅觉模块( 和触觉模块⑷运动；目标信息融合模块(7) —方面下发电机控制信号来指导被电机驱动模块(6)驱动的视觉模块(1)、触觉模块G)、运动载体(5)实现运动；另一方面对接收到的图像信息 Dl {DL1，DR1}、声音信息D2 {FDL2，FDR2}、压力信息D4和(X)2浓度信息D3进行处理，得到搜索活体目标。本发明基于视听嗅触的活体探测系统的优点在于①双目实时采集视觉信息，可双目分别搜寻不同方向目标，并构建目标三维信息外观及距离测定。②双耳传声器获取声音信息，实现声源方向辨别，以及声源强弱感知，如呼吸强弱等，可以对活体的生命体征进行进一步确认。③嗅觉模块通过二氧化碳(CO2)浓度传感器可辨别环境中(X)2浓度，侦测(X)2浓度变化，感知活体的呼吸状况，以进一步确认其生命体征。④PVDF触觉传感器实现对柔体的压力测量，提供触感信息，对于判别目标的物理性质及活体存活状态深入判别。⑤视听嗅触信息融算法实现高效率、高准确率的活体探测，提高了活体探测率。⑥视觉、听觉、触觉的运动机构协助实现精确的方位判别及触觉激励，保证系统探测正确性。⑦本发明系统可用作活体目标的搜索发现，其尺寸小，易于移植。
图1是本发明基于视听嗅触的活体探测系统的结构框图。
图IA是本发明电机驱动模块与被驱动对象的结构框图。
图2是本发明基于视听嗅触的活体探测系统的传感信号流向的示意图。
图3是本发明基于视听嗅触的活体探测系统的一种实施结构图。
图4是本发明基于视听嗅触的活体探测系统中目标信息融合模块的处理流程图。
图5A是高精密低噪声放大电路的电路原理图。
图5B和图5C是巴特沃滤波电路的电路原理图。
图5D是压力信号调理电路的电路原理图。
图5E是摄像头驱动电路的电路原理图。
图5F是电机驱动电路的电路原理图。
1.视觉模块 11.左CMOS摄像头 12.右CMOS摄像头
13,.第一摄像头驱动电路 14.第二摄像头驱动电路
2.听觉模块 2A.第一声音传感器2B.第二声音传感器
2C,.高精密低噪声放大电路 2D.巴特沃兹滤波电路
3.嗅觉模块 4.触觉模块 4A.探测臂 4B. PVDF压电传感器
4C,.电荷放大电路 4D.电压放大电路 4E.调相电路 4F.滤波电路
5.运动载体 51.上平台 51A. X轴向长槽52.下平台 53.左转台
53A.左球体 53B,54B.右 U 形支架 546A.左球体步进电机6D.右转台步进电机6G.电机驱动电路
左U形支架 53C.左转体右转体 55.移动平台 6B.右球体步进电机 6C.
6E.移动平台步进电机 7.目标信息融合模块
54.右转台 54A.右球体 6.电机驱动模块左转台步进电机 6F.探测臂运动进电机
具体实施例方式下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。参见图1、图1A、图2所示，本发明是一种基于视听嗅触的活体探测系统，该活体探测系统包括有视觉模块1、听觉模块2、嗅觉模块3、触觉模块4、运动载体5、电机驱动模块6 和目标信息融合模块7。视觉模块1、听觉模块2、嗅觉模块3和触觉模块4安装在运动载体5外部；电机驱动模块6和目标信息融合模块7安装在运动载体5的上平台51与下平台52形成有空腔里。(一 )运动载体5参见图1、图1A、图2、图3所示，运动载体5包括有上平台51、下平台52、左转台 53、右转台M、移动平台55。上平台51安装在下平台52的上方，左转台53与右转台M安装在上平台51的X轴向长槽51A内。嗅觉模块3安装在上平台51上方。下平台52的底部安装移动平台55，移动平台55通过底部的多个轮子行走。左转台53包括有左球体53A、左U形支架53B、左转体53C和左底座；左底座的上方安装左转体53C，左转体53C的上方安装左U形支架53B，左U形支架53B的中部安装左球体53A ；左球体53A上安装左CMOS摄像头11，该左CMOS摄像头11用于采集探测环境下的图像信息。左U形支架53B的外侧板上安装有第一声音传感器2A，该第一声音传感器2A 用于采集探测环境下的声音。右转台M包括有右球体54A、右U形支架MB、右转体54C和右底座；右底座的上方安装右转体^c，右转体MC的上方安装右U形支架MB，右U形支架MB的中部安装右球体54A ；右球体54A上安装右CMOS摄像头12，该右CMOS摄像头12用于采集探测环境下的图像信息。右U形支架54B的外侧板上安装有第二声音传感器2B，该第二声音传感器2B 用于采集探测环境下的声音。上平台51为圆盘结构，上平台51的中部设有X轴向长槽51A，该X轴向长槽51A 内安装有左转台53的左底座、右转台M的右底座。该X轴向长槽51A的设计有利于左转台53、右转台M在其长槽内滑动，同时也是对左转台53、右转台M在上平台51上的安装位置的限定。X轴向长槽51A能够保证左转台53、右转台M在X轴上的运动。下平台52为圆盘结构。上平台51与下平台52装配后将形成有一空腔，该空腔用于安装有电机驱动模块 6和目标信息融合模块7。在本发明中，运动载体5通过优化的机械结构设计，能够将视觉模块1、听觉模块 2、嗅觉模块3、触觉模块4、电机驱动模块6和目标信息融合模块7组合在一起，这有利于对生命体的搜索。
在本发明中，参见图IA所示，运动载体5在电机驱动模块6下的驱动对象为(A)左转台53中的左球体5 的运动由左球体步进电机6A驱动，左球体5 的运动进而使安装在左球体5 上的左CMOS摄像头11完成绕X轴方向上的图像采集，同时左球体5 位于左转体53C的上方，左转体53C绕Y轴方向运动，从而使左CMOS摄像头11完成绕Y轴方向上的图像采集。(B)右转台M中的右球体54B的运动由右球体步进电机6B驱动，右球体54B的运动进而使安装在右球体54B上的右CMOS摄像头12完成绕X轴方向上的图像采集，同时右球体54B位于右转体54C的上方，右转体54C绕Y轴方向运动，从而使右CMOS摄像头12完成绕Y轴方向上的图像采集。(C)左转台53中的左转体53C的运动由左转台步进电机6C驱动，左转体53C的运动进而使安装在左U形支架5 侧边的第一声音传感器2A完成绕Y轴方向上的声音采集。(D)右转台M中的右转体54C的运动由右转台步进电机6D驱动，右转体54C的运动进而使安装在右U形支架54B侧边的第二声音传感器2B完成绕Y轴方向上的声音采集。(E)移动平台55的运动由移动平台步进电机6E驱动。(二)视觉模块1视觉模块1用于采集探测环境下的图像信息Dl {DL1，DR1}。参见图1、图2所示，视觉模块1包含有左CMOS摄像头11、右CMOS摄像头12、第一摄像头驱动电路13、第二摄像头驱动电路14 ；左CMOS摄像头11采集的图像信息记为左向图像信息DLl ；该左向图像信息DLl经第一摄像头驱动电路13传输至目标信息融合模块7的第一处理器中。右CMOS摄像头12采集的图像信息记为右向图像信息DRl ；该右向图像信息DRl 经第二摄像头驱动电路14传输至目标信息融合模块7的第一处理器中。参见图2所示，第一摄像头驱动电路13和第二摄像头驱动电路14连接在第一处理器(选用DM642芯片)的 VPORT 接口上。第一摄像头驱动电路13为左CMOS摄像头11提供电源及时钟信号。第二摄像头驱动电路14为右CMOS摄像头12提供电源及时钟信号。左CMOS摄像头11安装在左球体53A上，右CMOS摄像头12安装在右球体54A上。第一摄像头驱动电路13、第二摄像头驱动电路14设计在电路板上，参见图5E所示，摄像头驱动电路采用SN74CBTD3384芯片，该电路板安装在上平台51与下平台52装配后形成的空腔里。(三)听觉模块2听觉模块2用于采集探测环境下的声音信息D2 {FDL2，FDR2}。参见图1、图2所示，听觉模块2包含有第一声音传感器2A、第二声音传感器2B、高精密低噪声放大电路2C和巴特沃兹滤波电路2D ；左U形支架5 的外侧板上安装有第一声音传感器2A，第一声音传感器2A采集的声音信号记为左向声音信号DL2。右U形支架54B的外侧板上安装有第二声音传感器2B，第二声音传感器2B采集的声音信号记为右向声音信号DR2。左向声音信号DL2通过高精密低噪声放大电路2C进行放大，放大后的声音信号通过巴特沃兹滤波电路2D滤波输出滤波后声音信号，即左向滤波声音信号FDL2 ；右向声音信号DR2通过高精密低噪声放大电路2C进行放大，放大后的声音信号通过巴特沃兹滤波电路2D滤波输出滤波后声音信号，即右向滤波声音信号FDR2 ；左向滤波声音信号FDL2和右向滤波声音信号FDR2传输至目标信息融合模块7的第二处理器中。参见图2所示，巴特沃兹滤波电路2D输出端与目标信息融合模块7的第二处理器(选用M812芯片)的A/D接口连接。在本发明中，第一声音传感器2A和第二声音传感器2B结构相同，选用驻极体传声
ο参见图5A、图5B、图5C所示，在本发明中，高精密低噪声放大电路2C和巴特沃兹滤波电路2D构成声音信号调理电路。声音信号调理电路设计在电路板上，该电路板安装在上平台51与下平台52装配后形成的空腔里。(四)嗅觉模块3参见图1、图2、图3所示，嗅觉模块3用于采集探测环境下空气中的(X)2浓度信息 D3。嗅觉模块3由一个(X)2浓度传感器构成。该(X)2浓度传感器根据不同浓度的(X)2对特定波长的红外光的吸收能力不同，测量空气中的(X)2浓度，并将CO2浓度信号以PWM波的形式输送到目标信息融合模块7中。参见图2所示，CO2浓度传感器连接在目标信息融合模块7的第二处理器(选用 F2812芯片)的PWM接口上。(五)触觉模块4触觉模块4用于采集探测环境下的柔软物体信息，该柔软物体信息将转换成电压信号D4输出。参见图1、图2、图3所示，触觉模块4包含有探测臂4A、PVDF压电传感器4B、电荷放大电路4C、电压放大电路4D、调相电路4E和滤波电路4F。电荷放大电路4C、电压放大电路4D、调相电路4E和滤波电路4F构成压电信号调理电路，参见图5D所示。PVDF压电传感器4B安装在探测臂4A的末端。探测臂4A为多自由度机械手臂，能够对探测环境下的物体进行按压，从而使PVDF 压电传感器4B获得柔体接触信息。参见图IA所示，探测臂4A的运动由探测臂步进电机6F 驱动。PVDF压电传感器4B利用PVDF(聚偏二氟乙烯)薄膜的压电特性及柔韧性实现对柔体接触过程中的压电转换，从而获得压力信息FD4 ；该压力信息FD4通过电荷放大电路4C 进行一级放大，再通过电压放大电路4D进行二级放大，然后通过调相电路4E将信号反相并增加直流分量，最后经滤波电路4F滤波输出，输出的滤波后压力信号D4传输至目标信息融合模块7的第二处理器(选用M812芯片)中。滤波电路4F的输出端连接在第二处理器 (选用M812芯片)的AD接口上。(六)电机驱动模块6参见图1A、图2所示，电机驱动模块6包括有6个步进电机(左球体步进电机6A、 右球体步进电机6B、左转台步进电机6C、右转台步进电机6D、移动平台步进电机6E、探测臂运动进电机6F)和一个电机驱动电路6G。电机驱动电路6G接收第二处理器下发的电机控制信号分别对6个步进电机进行控制，下发不同的电机控制信号能够完成视觉模块1、听觉模块2、触觉模块4的运动。电机驱动电路6G采用TPS767D318芯片，其原理路如图5F所
7J\ οF2812芯片通过PWM接口提供电机控制信号给电机驱动电路，电机驱动电路根据控制信号产生相电驱动各路步进电机。(七)目标信息融合模块7参见图2所示，目标信息融合模块7包括有第一处理器和第二处理器；第一处理器采用DM642芯片实现；第二处理器采用M812芯片实现。第一处理器与第二处理器为串行通讯方式，即第二处理器的SCI接口与第一处理器的McBSP接口连接。在F2812芯片上采用汇编和C语言混合编程的方法，并基于CCS集成开发环境进行开发。视觉模块1输出的图像信号输入到第一处理器中。听觉模块2输出声音信号、嗅觉模块3输出的CO2浓度信号和触觉模块4输出的压力信号输入到第二处理器中。本发明设计的基于视听嗅触的活体探测系统，应用四种传感信号进入目标信息融合模块7中进行处理，在目标信息融合模块7中运行多信息融合策略以发现和确认目标。该多信息融合策略采用汇编和C语言混合编程的方法，基于CCS集成开发环境进行开发。本发明的多信息融合策略通过对视觉模块1、听觉模块2、嗅觉模块3和触觉模块4产生的多种传感信息综合处理，逐级实现活体目标的探测，其流程如图4所示。其具体步骤如下步骤一判断左向滤波声音信号FDL2是否为活体目标产生的；若是，则进入步骤二；若否，则进入步骤三；判断右向滤波声音信号FDR2是否为活体目标产生的；若是，则进入步骤二 ；若否， 则进入步骤三；步骤二 比较左向滤波声音信号FDL2与右向滤波声音信号FDR2的声音信号强弱；若左向滤波声音信号FDL2与右向滤波声音信号FDR2的声音信号强弱不同，目标信息融合模块7向电机驱动模块6发出运动指令，由电机驱动模块6指导运动载体5向声音信号弱的一方移动，然后重新应用听觉模块2采集声音信号；并返回步骤一；若左向滤波声音信号FDL2与右向滤波声音信号FDR2的声音信号强弱相同，运动载体5停止移动，进入步骤三；步骤三搜索判断左向图像信息DLl中是否出现探测目标；若出现目标，则进入步骤四；若未出现目标，返回步骤一；搜索判断右向图像信息DRl中是否出现探测目标；若出现目标，则进入步骤四；若未出现目标，返回步骤一；步骤四判断空气中(X)2浓度信息D3是否高于正常值(IOOOppm)；若高于正常(X)2 浓度值，则活体确认概率增加，否则不变；进入步骤五；步骤五根据实时采集过程中滤波后压力信号D4的变化来确定探测环境下搜索目标的柔性度；若柔软变化差异大，则活体确认概率增加；否则减少，进入步骤六；
步骤六综合步骤一至步骤五的四次判断结果，确认搜索目标是否为活体；若是， 结束活体探测；若不是，返回步骤一，重新进行深入活体目标搜索。本发明设计的基于视听嗅触的活体探测系统，该系统利用多种传感器来采集探测环境下的信息，传感器获取的信息经目标信息融合模块7的处理能够进行活体目标的高效搜寻和多级确认，快速准确地实现了活体目标的探测。在本发明中通过对声音信号和视觉信号的处理搜索目标，声音信号用于判断模糊方位；视觉信号用于精确定位目标距离及外观形貌。当确定目标位置及外观形貌后，可通过嗅觉感知目标是否呼出CO2,判别目标是否具有类似呼吸的生命体征，以确定目标是否存活；然后，利用机械臂末端(末端安装有传感器)按压活体某些部位(如心脏、皮肤)，根据触觉感知信号进一步确认目标的生命状态，包括心跳次数、皮肤弹性等，从而进一步确认活体状态。
权利要求
1.一种基于视听嗅触的活体探测系统，其特征在于该活体探测系统包括有视觉模块 ⑴、听觉模块O)、嗅觉模块⑶、触觉模块⑷、运动载体(5)、电机驱动模块(6)和目标信息融合模块(7)；视觉模块(1)用于采集探测环境下的图像信息Dl {DL1，DR1}，DLl表示左CMOS摄像头 (11)采集的图像信息，DRl表示右CMOS摄像头(12)采集的图像信息；听觉模块( 用于采集探测环境下的声音信息D2{FDL2，FDR2}，FDL2表示第一声音传感器OA)采集的声音信号DL2经高精密低噪声放大电路QC)进行放大，放大后的声音信号通过巴特沃兹滤波电路OD)滤波输出的左向滤波声音信号，FDR2表示第二声音传感器 (2B)采集的声音信号DR2经高精密低噪声放大电路QC)进行放大，放大后的声音信号通过巴特沃兹滤波电路0D)滤波输出的右向滤波声音信号；嗅觉模块(3)用于采集探测环境下空气中的(X)2浓度信息D3 ； 触觉模块(4)用于采集探测环境下的柔软物体信息，该柔软物体信息将转换成电压信号D4输出；运动载体( 用于承载视觉模块(1)、听觉模块0)、嗅觉模块C3)和触觉模块； 电机驱动模块(6)用于驱动视觉模块(1)、听觉模块、嗅觉模块( 和触觉模块(4) 运动；目标信息融合模块(7) —方面下发电机控制信号来指导被电机驱动模块(6)驱动的视觉模块(1)、触觉模块G)、运动载体(5)实现运动；另一方面对接收到的图像信息Dl {DL1， DR1}、声音信息D2 {FDL2，FDR2}、压力信息D4和(X)2浓度信息D3进行处理，得到搜索目标。
2.根据权利要求1所述的基于视听嗅触的活体探测系统，其特征在于运动载体(5) 包括有上平台(51)、下平台(52)、左转台(53)、右转台(M)、移动平台(55)；上平台(51) 安装在下平台(52)的上方，左转台(53)与右转台(54)安装在上平台(51)的X轴向长槽 (51A)内；嗅觉模块(3)安装在上平台(51)上方；下平台(52)的底部安装移动平台(55)；左转台(5 包括有左球体(53A)、左U形支架(5 )、左转体(53C)和左底座；左底座的上方安装左转体(53C)，左转体(53C)的上方安装左U形支架(5 )，左U形支架(53B) 的中部安装左球体(53A)；左球体(53A)上安装左CMOS摄像头(11)，左U形支架(5 )的外侧板上安装有第一声音传感器OA)；右转台(54)包括有右球体(54A)、右U形支架(54B)、右转体(MC)和右底座；右底座的上方安装右转体(54C)，右转体(MC)的上方安装右U形支架(54B)，右U形支架(MB) 的中部安装右球体(54A)；右球体(MA)上安装右CMOS摄像头(12)，右U形支架(54B)的外侧板上安装有第二声音传感器0B)。
3.根据权利要求1所述的基于视听嗅触的活体探测系统，其特征在于视觉模块(1) 包含有左CMOS摄像头(11)、右CMOS摄像头(12)、第一摄像头驱动电路(13)、第二摄像头驱动电路(14)；左CMOS摄像头(11)采集的图像信息记为左向图像信息DLl ；该左向图像信息DLl经第一摄像头驱动电路(1 传输至目标信息融合模块(7)的第一处理器中；右CMOS摄像头(12)采集的图像信息记为右向图像信息DRl;该右向图像信息DRl经第二摄像头驱动电路(14)传输至目标信息融合模块(7)的第一处理器中； 第一摄像头驱动电路(1 为左CMOS摄像头(11)提供电源及时钟信号；第二摄像头驱动电路(14)为右CMOS摄像头(1 提供电源及时钟信号。
4.根据权利要求1所述的基于视听嗅触的活体探测系统，其特征在于听觉模块(2) 包含有第一声音传感器(2A)、第二声音传感器(2B)、高精密低噪声放大电路QC)和巴特沃兹滤波电路OD)；左U形支架(53B)的外侧板上安装有第一声音传感器(2A)，第一声音传感器OA)采集的声音信号记为左向声音信号DL2 ；右U形支架(MB)的外侧板上安装有第二声音传感器(2B)，第二声音传感器QB)采集的声音信号记为右向声音信号DR2 ；左向声音信号DL2通过高精密低噪声放大电路QC)进行放大，放大后的声音信号通过巴特沃兹滤波电路0D)滤波输出滤波后声音信号，即左向滤波声音信号FDL2 ；右向声音信号DR2通过高精密低噪声放大电路QC)进行放大，放大后的声音信号通过巴特沃兹滤波电路0D)滤波输出滤波后声音信号，即右向滤波声音信号FDR2;左向滤波声音信号FDL2和右向滤波声音信号FDR2传输至目标信息融合模块(7)的第二处理器中；第一声音传感器OA)和第二声音传感器0B)结构相同，选用驻极体传声器。
5.根据权利要求1所述的基于视听嗅触的活体探测系统，其特征在于嗅觉模块(3) 为一个(X)2浓度传感器。
6.根据权利要求1所述的基于视听嗅触的活体探测系统，其特征在于触觉模块(4) 包含有探测臂(4A)、PVDF压电传感器GB)、电荷放大电路GC)、电压放大电路GD)、调相电路(4E)和滤波电路(4F)；PVDF压电传感器GB)安装在探测臂(4A)的末端；探测臂(4A)的运动由探测臂步进电机(6F)驱动；PVDF压电传感器GB)利用PVDF(聚偏二氟乙烯)薄膜的压电特性及柔韧性实现对柔体接触过程中的压电转换，从而获得压力信息FD4 ；该压力信息FD4通过电荷放大电路GC) 进行一级放大，再通过电压放大电路GD)进行二级放大，然后通过调相电路GE)将信号反相并增加直流分量，最后经滤波电路GF)滤波输出，输出的滤波后压力信号D4传输至目标信息融合模块(7)的第二处理器中。
7.根据权利要求6所述的基于视听嗅触的活体探测系统，其特征在于探测臂(4A)为多自由度机械手臂。
8.根据权利要求1所述的基于视听嗅触的活体探测系统，其特征在于电机驱动模块 (6)包括有左球体步进电机(6A)、右球体步进电机(6B)、左转台步进电机(6C)、右转台步进电机(6D)、移动平台步进电机(6E)、探测臂运动进电机(6F)、电机驱动电路(6G)；电机驱动电路(6G)接收目标信息融合模块(7)的第二处理器下发的电机控制信号分别对左球体步进电机(6A)、右球体步进电机(6B)、左转台步进电机(6C)、右转台步进电机 (6D)、移动平台步进电机(6E)、探测臂运动进电机(6F)进行动作控制。
9.根据权利要求1所述的基于视听嗅触的活体探测系统，其特征在于目标信息融合模块(7)包括有第一处理器和第二处理器；第一处理器采用DM642芯片实现；第二处理器采用M812芯片实现；第一处理器与第二处理器为串行通讯方式，即第二处理器的SCI接口与第一处理器的McBSP接口连接。
10.根据权利要求1所述的基于视听嗅触的活体探测系统，其特征在于目标信息融合模块(7)对接收到的图像信息Dl {DL1，DR1}、声音信息D2 {FDL2，FDR2}、压力信息D4和CO2 浓度信息D3处理步骤为步骤一判断左向滤波声音信号FDL2是否为活体目标产生的；若是，则进入步骤二 ；若否，则进入步骤三；判断右向滤波声音信号FDR2是否为活体目标产生的；若是，则进入步骤二 ；若否，则进入步骤三；步骤二 比较左向滤波声音信号FDL2与右向滤波声音信号FDR2的声音信号强弱； 若左向滤波声音信号FDL2与右向滤波声音信号FDR2的声音信号强弱不同，目标信息融合模块7向电机驱动模块6发出运动指令，由电机驱动模块6指导运动载体5向声音信号弱的一方移动，然后重新应用听觉模块2采集声音信号；并返回步骤一；若左向滤波声音信号FDL2与右向滤波声音信号FDR2的声音信号强弱相同，运动载体 5停止移动，进入步骤三；步骤三搜索判断左向图像信息DLl中是否出现探测目标；若出现目标，则进入步骤四；若未出现目标，返回步骤一；搜索判断右向图像信息DRl中是否出现探测目标；若出现目标，则进入步骤四；若未出现目标，返回步骤一；步骤四判断空气中CO2浓度信息D3是否高于正常值(IOOOppm)；若高于正常CO2浓度值，则活体确认概率增加，否则不变；进入步骤五；步骤五根据实时采集过程中滤波后压力信号D4的变化来确定探测环境下搜索目标的柔性度；若柔软变化差异大，则活体确认概率增加；否则减少，进入步骤六；步骤六综合步骤一至步骤五的四次判断结果，确认搜索目标是否为活体；若是，结束活体探测；若不是，返回步骤一。
全文摘要
本发明公开了一种基于视听嗅触的活体探测系统，该活体探测系统包括有视觉模块、听觉模块、嗅觉模块、触觉模块、运动载体、电机驱动模块和目标信息融合模块。目标信息融合模块接收视觉模块、听觉模块、嗅觉模块和触觉模块输出的传感信息；在本发明中通过对声音信号和视觉信号的处理搜索目标，声音信号用于判断模糊方位；视觉信号用于精确定位目标距离及外观形貌。当确定目标位置及外观形貌后，可通过嗅觉感知目标是否呼出CO2，判别目标是否具有类似呼吸的生命体征，以确定目标是否存活；然后，利用机械臂末端按压活体某些部位，根据触觉感知信号进一步确认目标的生命状态，包括心跳次数、皮肤弹性等，从而进一步确认活体状态。
文档编号A61B5/00GK102499638SQ201110301378
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者刘振强, 郑红, 隋强强 申请人:北京航空航天大学