专利名称：三维立体探测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能探测与测试领域，具体涉及一种可应用在复杂、恶劣环境下的三维立体探测器。
背景技术：
边界等环境恶劣区域的值守通常是由人员或者部队士兵完成，而目标进入值守区域主要是由肉眼来判断，并根据具体情况做出相应操作。显然肉眼的观测局限性较大，肉眼的观测距离、耳朵的听力等，都肉眼受身体条件和客观环境影响，很难做到精确。随着科学技术高速发展，用仪器代替人工进行观测得到越来越广泛的应用。例如， 采用声传感器代替耳朵、红外传感器代替眼睛观测等。但是目标平台也变得越来越多样性、密集性、低可观测性、对抗措施的先进性越来越明显，要求系统有很强的探测和识别能力。早期的无人值守探测系统配套的传感器，都是单一功能的传感器，一般只能测量某一个量，而且主要存在品种不全和精度较差的问题，前者造成不能在复杂的地形地物条件下甚至是严密伪装用于探测；后者则影响判断的精度， 可靠性较差，引发误操作。综上所述，现有技术的探测器主要存在精度低，功能单一，切不适于复杂环境的问题。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种三维立体探测器，以解决现有技术的探测器功能单一、精度差，并且不适于复杂地形条件下应用的技术问题。为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案一种三维立体探测器，包括一壳体，该壳体内设置有信号处理模块和磁传感器；复数个支架，该些支架均勻阵列式可折合式地铰接在所述壳体上，每个支架顶部分别设置有一声传感器，该声传感器下方设置有若干红外传感器；一驻地钉，其顶部通过一基座穿设在所述壳体底部的凹槽内，用于所述探测器与地面地固定，该驻地钉内部设置有若干个震动传感器。依照本发明较佳实施例所述的三维立体探测器，所述支架数目为四个，所述壳体为圆柱形，该些支架均勻间隔设置在所述壳体上表面的边沿。依照本发明较佳实施例所述的三维立体探测器，所述支架进一步包括第一支柱和第二支柱，该第一支柱一端可转动连接在所述壳体边沿，另一端铰接在所述第二支柱的一端，该第二支柱另一端连接一方形壳体，该方形壳体侧面设置至少一红外传感器，顶部设置至少一声传感器，该方形壳体底端连接所述第二支柱，顶端连接一球形罩壳，该罩壳将所述声传感器罩住。依照本发明较佳实施例所述的三维立体探测器，所述方形壳体设置有红外传感器的侧边设置有菲涅尔透镜，将该红外传感器遮盖。依照本发明较佳实施例所述的三维立体探测器，所述球形罩壳上设置有复数个圆孔。依照本发明较佳实施例所述的三维立体探测器，所述第一支柱和第二支柱为空心，内部设置有走线槽，所述声传感器和红外传感器通过走线槽内的导线与所述壳体内的信号处理模块信号连接。依照本发明较佳实施例所述的三维立体探测器，所述壳体内部的信号处理模块进一步包括层叠设置的电源板、DSP主控板和模拟信号调理电路板，该些相邻的电路板彼此间设置有抗干扰层。依照本发明较佳实施例所述的三维立体探测器，所述驻地钉底部为圆锥形，表面粗糙，侧边设置三个三角隔板，该些隔板外侧边为锯齿状。依照本发明较佳实施例所述的三维立体探测器，所述信号处理模块设置有无线通信单元，藉由该无线通信单元，所述信号处理模块可智能控制开启；所述传感器支架设置有天线，可与所述无线通信单元信号连接。依照本发明较佳实施例所述的三维立体探测器，所述传感器支架可折叠，折叠后所述球形罩壳与方形壳体贴于所述圆柱形壳体上表面，所述第一支柱和第二支柱贴合在所述圆柱形壳体的侧面。由于采用了以上的技术特征，使得本发明相比于现有技术，具有如下的优点和积极效果第一，本发明将多种传感器采用分层矩阵式的排布方式集成在同一个探测器上， 即，同一个探测器可以同时完成对声、光、震、磁多种干扰的探测，之后将多种传感器探测到的信号，发送给信号处理模块，经调理、处理分析之后分析出需要探测的信号具体情况，满足需求。第二，本发明设置的传感器支架采用可折叠、可调整方向的设计，可以根据不同情况调节传感器方向，并且折叠后可以大幅度减小探测器的体积额，便于携带安装。第三、本发明提供的三维立体探测器，设置驻地钉，驻地钉可将探测器牢固固定于地面，适应各种恶劣的环境，增加震动传感器对震动的检测，增加探测灵敏度。当然，实施本发明内容的任何一个具体实施力，并不一定同时达到以上全部的技术效果。
图1是本发明提供的一种三维立体探测器的结构图；图2是图1中传感器支架的结构图；图3是图2中方形壳体的示意图；图4是支柱切开状态示意图；图5是壳体内部的结构示意图；图6是驻地钉结构示意图；图7是传感器支架折叠状态的示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。请参考图1，本发明提供的三维立体探测器，包括圆柱形的壳体10、四个设置在壳体10上表面边沿的传感器支架20以及连接在壳体10下方的驻地钉30。壳体10内部设置有磁传感器和信号处理模块，传感器支架20上设置有红外传感器和声传感器，驻地钉30则设置有震动传感器，可检测地面震动状态。当然，传感器支架20的数目和具体的排列方式，可以根据具体需求进行选择，例如三个或者五个传感器支架，都是可以选择的，本实施例和附图所示仅仅是一种较佳实施例，并不作为限制。为便于理解，以下对实施例中每个部件做进一步详细阐述。如图2所示，传感器支架20进一步包括了由PVC管制成的空心第一支柱21、第二支柱22、方形壳体23和球形罩壳24。第一支柱21和第二支柱22为空心结构，如图4所示， 内部设置有走线槽221和天线，走线槽221内设置有导线，作为信号连接的媒介；天线则可以作为无线网络信号传播的媒介。第一支柱21的一端用来和壳体10连接，另一端通过铰链25与第二支柱22的下端连接；第二支柱22的上端同样通过转动轴连接方形壳体23的底部。请同时参考图3，方形壳体23侧面设置了红外传感器231，顶部设置声传感器232 作为检测声音信号的元件。红外传感器231优选采用被动式红外热释电传感器，其外部罩了一个菲涅尔透镜 26，其不仅可以保护红外线传感器231不受损害，还可以增加自身的探测距离。声传感器232优选采用驻极体电容式传声器，其外部套一球形罩壳M，其四周设置有多个圆孔，垂直于方形壳体23中心线的位置设置有出线孔。该球形罩壳不仅可以防止恶劣环境下，沙尘等颗粒物进入探测器的内电路，导致信号损坏，并且可以防止由风产生的 “哨”声，干扰有用信号。请参考图5，圆柱形的壳体10内部设置有信号处理模块，壳体10底部有一凹槽 15，凹槽15内通过基座连接驻地钉30的顶部。信号处理模块包括层叠设置的电源板12、DSP主控板11和模拟信号调理电路板 13，以及磁传感器16。单块的电路板尺寸设计为170mm*90mm*2mm，该些相邻的电路板彼此间通过铜柱连接，并且设置有抗干扰层。其中，DSP主控板11包括A/D转换电路和控制电路，用以完成数据的分析判断和控制，是可在线编程调试的模块。磁传感器16采用双轴磁阻传感器。该些电路板，通过导线与各个传感器实现信号连接，各个传感器传递的声、磁、红外、震动信号，经DSP主控板11进行数据处理后，进行目标识别，网络化动态目标定位，策划最佳攻击方案。DSP主控板11同时连接有无线通信单元，藉由该单元实现智能控制。
请参考图6，驻地钉30顶部连接在图5所示的壳体10底部凹槽内，底部为圆锥形， 便于插入地表。侧面设置三个三角形隔板31，增加插入地面后的牢固程度，并且设置有至少一个震动传感器32，与其他传感器类似，通过导线与壳体10内部的电路板信号连接。驻地钉30表面经过粗糙处理，隔板31外侧设置锯齿，目的都是增加插入地表后的牢固程度，防止在恶劣环境下晃动和倾斜。而将震动传感器32设置在驻地钉30上的目的是尽可能接近地面，使得信号更加接近真实目标。请参考图7，藉于传感器支架10的可折叠设计，在不使用的状态，可以将其折叠成图7中所示的状态，第一、第二支柱21、22贴合，球形罩壳M和方形壳体23紧贴在壳体10 的上表面，空间占用大大减小，便于收藏。以下简要说明上述实施例的工作过程首先，将驻地钉30打入地面后，将4个传感器支架10张开，入土 1所示的状态。之后，电源板12给系统上电，进入值守状态，启动各个传感器，采集目标信号。之后，采集到的信号经DSP主控板处理，分析得出结论。本实施例采用的是死路红外传感器，因此采集各个方向的信号，运用能量法进行融合，同样各路声、磁、震动等传感器去的的信号，融合后，集合到DSP主控板进行二级融合识别目标，兵器对目标定位。最后，值守完毕，支架收回，恢复如图7所示的状态。综上所述，本发明的较佳实施例提供一种三维立体探测器，集成了声、红外、磁、震动等多种传感器，综合考虑了各类传感器的工作原理、工作条件、体积、功耗等因素，提出了空间多维、立体分层、各层独立布局的结构设计，结合不同传感器的使用背景，采用了阵列和单体相结合的布局方法。弥补了现有传感器阵列体积大、灵敏度低、分辨能力弱以及环境适应性差等缺陷。并且该探测器经过密封性处理，具有较好“水密性”的特点，具有探测距离远、灵敏度高、分辨能力强、体积小、重量轻、功耗低等诸多优点，适用于无人值守侦察等危险区域的感知与攻击。本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式
。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
权利要求
1.一种三维立体探测器，其特征在于，包括一壳体，该壳体内设置有信号处理模块和磁传感器；复数个支架，该些支架均勻阵列式可折合式地铰接在所述壳体上，每个支架顶部分别设置有一声传感器，该声传感器下方设置有若干红外传感器；一驻地钉，其顶部通过一基座穿设在所述壳体底部的凹槽内，用于所述探测器与地面地固定，该驻地钉内部设置有至少一个震动传感器。
2.如权利要求1所述的三维立体探测器，其特征在于，所述支架数目为四个，所述壳体为圆柱形，该些支架均勻间隔设置在所述壳体上表面的边沿。
3.如权利要求2所述的三维立体探测器，其特征在于，所述支架进一步包括第一支柱和第二支柱，该第一支柱一端可转动连接在所述壳体边沿，另一端铰接在所述第二支柱的一端，该第二支柱另一端连接一方形壳体，该方形壳体侧面设置至少一红外传感器，顶部设置至少一声传感器，该方形壳体底端连接所述第二支柱，顶端连接一球形罩壳，该罩壳将所述声传感器罩住。
4.如权利要求3所述的三维立体探测器，其特征在于，所述方形壳体设置有红外传感器的侧边设置有菲涅尔透镜，将该红外传感器遮盖。
5.如权利要求3所述的三维立体探测器，其特征在于，所述球形罩壳上设置有复数个圆孔。
6.如权利要求3所述的三维立体探测器，其特征在于，所述第一支柱和第二支柱为空心，内部设置有走线槽，所述声传感器和红外传感器通过走线槽内的导线与所述壳体内的信号处理模块信号连接。
7.如权利要求2所述的三维立体探测器，其特征在于，所述壳体内部的信号处理模块进一步包括层叠设置的电源板、DSP主控板和模拟信号调理电路板，该些相邻的电路板彼此间设置有抗干扰层。
8.如权利要求1所述的三维立体探测器，其特征在于，所述驻地钉底部为圆锥形，表面粗糙，侧边设置三个三角隔板，该些隔板外侧边为锯齿状。
9.如权利要求1所述的三维立体探测器，其特征在于，所述信号处理模块设置有无线通信单元，藉由该无线通信单元，所述信号处理模块可智能控制开启；所述传感器支架设置有天线，可与所述无线通信单元信号连接。
10.如权利要求3所述的三维立体探测器，其特征在于，所述传感器支架可折叠，折叠后所述球形罩壳与方形壳体贴于所述圆柱形壳体上表面，所述第一支柱和第二支柱贴合在所述圆柱形壳体的侧面。
全文摘要
本发明公开一种三维立体探测器，应用在智能探测领域，包括设置有信号处理模块和磁传感器的壳体、装有阵列式传感器的传感器支架，装有振动传感器的驻地钉。所述的支架均匀阵列式可折合式地铰接在壳体上，每个支架顶部分别设置有一声传感器，该声传感器下方设置有若干红外传感器；驻地钉穿设在所述壳体底部的凹槽内，用于探测器与地面地固定。本发明提供的探测器采用分层矩阵式的排布方式集成在同一个探测器上，即，同一个探测器可以同时完成对声、光、震、磁多种信号的探测，之后将多种传感器探测到的信号，发送给信号处理模块，经调理、处理分析之后分析出需要探测的信号具体情况，满足需求。
文档编号G01V11/00GK102253425SQ201110096950
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月18日 优先权日2011年4月18日
发明者刘俊, 张晓明, 张晔, 李 杰, 杨卫, 段晓敏, 王正言, 石云波, 郭涛, 马喜红, 鲍爱达 申请人:中北大学