目标区域配合探测的方法及装置与流程

本发明涉及探测技术领域，特别是涉及一种目标区域配合探测的方法、装置、存储介质及计算机设备。

背景技术：

随着传感器技术的日益发展，对于自然灾害或突发性事件等需要现场勘察的情况，可借助于具有传感功能的装置代替人员进行现场勘察。例如通过无人机、机器人等探测设备代替人员进入到火灾、地震、井下等现场进行探测，既保证了救援人员的人身安全，也能够获取全面的现场情况。

然而，目前基于探测设备的探测方法基本上都是各个探测设备相互独立，各自探测其所在位置的现场信息并发送至系统控制中心，这种方式存在探测效率低的问题。

技术实现要素：

基于此，本发明提供了目标区域配合探测的方法及装置，能够提高目标区域探测的效率。

本发明一方面提供目标区域配合探测的方法，包括：

接收第一探测设备发送的探测信息，所述探测信息包括所述第一探测设备所在位置以及第一探测设备探测到的目标区域信息；

根据所述探测信息从第一探测设备之外的探测设备中选出若干个第二探测设备，由所述第一探测设备以及所述若干个第二探测设备构建一临时探测队；所述临时探测队满足条件：探测功率总和大于或等于所述目标区域所需的探测功率，且构建成本最小；

控制所述临时探测队对所述目标区域进行探测。

一种目标区域配合探测的装置，包括：

信息接收模块，用于接收第一探测设备发送的探测信息，所述探测信息包括所述第一探测设备所在位置以及第一探测设备探测到的目标区域信息；

组队模块，用于根据所述探测信息从第一探测设备之外的探测设备中选出若干个第二探测设备，由所述第一探测设备以及所述若干个第二探测设备构建一临时探测队；所述临时探测队满足条件：探测功率总和大于或等于所述目标区域所需的探测功率，且构建成本最小；

队列控制模块，用于控制所述临时探测队对所述目标区域进行探测。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述方法的步骤。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述方法的步骤。

上述技术方案，通过接收第一探测设备发送的探测信息，所述探测信息包括所述第一探测设备所在位置以及第一探测设备探测到的目标区域信息；根据所述探测信息从第一探测设备之外的探测设备中选出若干个第二探测设备，由所述第一探测设备以及所述若干个第二探测设备构建一临时探测队；所述临时探测队满足条件：探测功率总和大于或等于所述目标区域所需的探测功率，且构建成本最小；通过控制所述临时探测队对所述目标区域进行探测，由此实现了若干个第二探测设备配合第一探测设备实现目标区域探测，有利于提高探测效率。

附图说明

图1为一实施例的目标区域配合探测的方法的示意性流程图；

图2为一实施例的目标区域配合探测的方法的应用场景图；

图3为一实施例的目标区域配合探测的装置的示意性结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。

图1为一实施例的目标区域配合探测的方法的示意性流程图。如图1所示，本实施例中的目标区域配合探测的方法包括步骤：

s11，接收第一探测设备发送的探测信息，所述探测信息包括所述第一探测设备所在位置以及第一探测设备探测到的目标区域信息；

s12，根据所述探测信息从第一探测设备之外的探测设备中选出若干个第二探测设备，由所述第一探测设备以及所述若干个第二探测设备构建一临时探测队；所述临时探测队满足条件：探测功率总和大于或等于所述目标区域所需的探测功率，且构建成本最小；

s13，控制所述临时探测队对所述目标区域进行探测。即控制所述临时探测队中的所述若干个第二探测设备配合所述第一探测设备对所述目标区域进行探测。

可以理解的，上述步骤的执行主体可以为系统控制中心，各个探测设备均与该系统控制中心信号连接，并将各自探测到的信息发送给所述系统控制中心，各个探测设备还接收系统控制中心的控制指令，进行位置移动等。

可以理解的，若将全部探测设备作为一个无控制中心的探测系统，则上述步骤的执行主体还可以是所述无控制中心的探测系统中的每一个探测设备，例如步骤s11～s13的执行主体可以为第一探测设备之外的其他各个探测设备。

在一可选实施例中，上述步骤s11中，各个探测设备分散在不同位置，分别探测预设的目标区域，例如目标区域为火灾发生区域；当某一探测设备a率先探测到目标区域时，其向系统控制中心或者其他探测设备发送一探测信息，探测信息包括探测设备a所在位置以及探测设备a探测到的目标区域信息。此时，该率先探测到目标区域的探测设备a即所述第一探测设备。

一般情况下，若由所述第一探测设备继续负责对所述目标区域的探测，当目标区域的覆盖范围较大时，所述第一探测设备需要花费较多的时间才能完成对整个目标区域的探测，探测效率较低。在本实施例中，通过构建一临时探测队，调用其他探测设备到所述目标区域，配合所述第一探测设备完成所述目标区域的探测，较之于由第一探测设备单独对所述目标区域进行探测，所需的探测总时间更少，提高了对目标区域的探测效率。其中，临时探测队的探测功率总和大于或等于所述目标区域所需的探测功率指的是，构建临时探测队的所有第二探测设备的可用功率之和，大于或等于所述目标区域覆盖范围所需的探测功率。

在一可选实施例中，所述临时探测队在满足探测功率总和大于或等于所述目标区域所需的探测功率的前提下，构建成本最小指的是，所需第二探测设备数量与各第二探测设备到达第一探测设备所在位置所需时间的综合成本最小。所需第二探测设备数量越多，硬件成本越高，并且也减弱了目标区域之外的区域的探测；第二探测设备到达第一探测设备所在位置所需时间越长，较花费较多时间在位置移动上，探测效率降低。因此基于第二探测设备数量和二探测设备移动到设定位置所需时间综合确定构建临时探测队的第二探测设备，可以最小的代价实现所述目标区域的高效探测。

在一可选实施例中，所述控制所述临时探测队对所述目标区域进行探测，包括：控制所述临时探测队中的各个第二探测设备移动到所述第一探测设备所在位置，以对所述目标区域进行探测。

在一可选实施例中，控制所述临时探测队对所述目标区域进行探测之后，还包括步骤：在检测到所述目标区域探测完成之后，解散所述临时探测队。便于探测设备尽快加入到其他探测任务，提高设备利用率。

在一可选实施例中，步骤s12中，根据所述探测信息从第一探测设备之外的探测设备中选出若干个第二探测设备的实现方式具体可包括：首先，根据第一探测设备所在位置从第一探测设备之外的探测设备中筛选出m个候选探测设备。然后，获取各个候选探测设备的可用功率，根据所述目标区域信息、各候选探测设备的可用功率求解预设的目标函数，得到n个第二探测设备。其中，所述目标函数为第二探测设备个数和第二探测设备到达第一探测设备所在位置所需时间的函数。其中，所述n、m均为大于0的整数，且n小于或等于m。可以理解的，筛选出m个候选探测设备的探测总功率应当不小于所述目标区域所需的探测功率。

优选地，上述的根据第一探测设备所在位置从第一探测设备之外的探测设备中筛选出m个候选探测设备的方式可为：获取各探测设备与所述第一探测设备所在位置的距离，将所述距离小于或等于设定距离阈值的探测设备确定为候选探测设备。在另一优选实施例中，还需检测筛选出的m个候选探测设备的探测总功率是否小于所述目标区域所需的探测功率，若是，则调大所述距离阈值，重新进行筛选，直到筛选出的m个候选探测设备的探测总功率不小于所述目标区域所需的探测功率为止。

在一可选实施例中，上述的目标区域信息包括：目标区域的覆盖面积信息以及目标区域的边界信息。优选地，上述的距离阈值为，所述第一探测设备与所述目标区域的边界的最大距离。

在一可选实施例中，在根据所述目标区域信息、各候选探测设备的可用功率求解预设的目标函数，得到n个第二探测设备之前，还包括步骤：确定第二探测设备个数n的取值范围的步骤。该步骤具体可包括：

从m个候选探测设备的可用功率中得出其中的最大功率pmax和最小功率pmin。根据目标区域的覆盖面积s以及各探测设备单位功率的探测面积s1，计算所述目标区域所需的探测功率

由此确定第二探测设备个数n的初始取值范围为：

检测候选探测设备的个数m是否在n的初始取值范围内；若是，确定n的取值范围为若m大于或等于确定n的取值范围为若m小于或等于确定n的取值范围为n＝m。

进一步地，在一可选实施例中，根据所述目标区域信息、各候选探测设备的可用功率求解预设的目标函数，得到n个第二探测设备的步骤包括：首先，对m个候选探测设备进行排列组合，得到若干设备组合，各设备组合中包含的探测设备个数均在n的取值范围内；依次遍历所述若干设备组合，计算各设备组合对应的目标函数值，得出目标函数的最小值；获取目标函数最小值时的设备组合，根据目标函数最小值时的设备组合得到n个第二探测设备。

优选地，本发明实施例中，通过探测设备的剩余电量来衡量探测设备的可用功率。对应地，所述获取各个候选探测设备的可用功率为：获取各个候选探测设备的剩余电量，根据所述剩余电量得出各个候选探测设备的可用功率。

在一可选实施例中，所述目标函数为：

所述目标函数的约束条件为:

其中，n为第二探测设备个数，ti表示第i个第二探测设备移动到所述第一探测设备所在位置所需的时间，li为第i个第二探测设备与所述第一探测设备所在位置的距离，v表示各第二探测设备的移动速度；s表示所述目标区域的覆盖面积，s1表示各第二探测设备单位功率的探测面积，p0表示第一探测设备的可用功率，pi表示第i个第二探测设备的可用功率。

进一步地，在满足搜索任务的前提下，各第二探测还需要预留一部分功率，以在完成任务之后返航到其原来的位置继续对其他区域进行探测，因此，在一优选实施例中，所述目标函数的约束条件可改进为:

s表示所述目标区域的覆盖面积，s1表示各探测设备单位功率的探测面积，p0表示第一探测球设备的可用功率，pi表示第i个第二探测设备的可用功率，th表示满足n个第二探测设备返航所需功率的保留阈值，该值大于0，可根据实际情况具体设定。

在一可选实施例中，所述探测设备为探测球，所述探测球包括球状外壳，以及设置在所述球状外壳内部的电源模块、信息采集模块、信息处理模块、信息传输模块以及接口模块等，所述探测球在采集环境信息的同时，还能采集自身位置信息，以及向系统控制中心发送其采集到的信息。

下面通过一具体场景对上述实施例的目标区域配合探测的方法作更进一步的解释。如图2所示，以探测球组成的探测系统为例，该场景为：多个探测球在未知区域工作，探测球a在未知区域中工作，当a发现目标区域时通过内部通信模块向系统控制中心发出一信息，发出的信息中包括：探测球a的当前位置以及目标区域的面积信息s(目标区域的面积信息可通过探测球a前后两个时刻与目标区域的相对位置以及探测球a运行方向和速度来确定)。系统控制中心根据探测球a回馈的信息以及一些固定参数，可确定出最优的临时探测队配置。上述固定参数包括探测球移动速度ν、探测球单位功率的探测面积s1、各探测球的可用功率pi、其余探测球与探测球a之间距离li。

优选地，确定临时探测队所用的数学模型(即目标函数)为:

其中，n为构建临时探测队的探测球个数，ti表示构建临时探测队的第i个探测球移动到所述探测球a所在位置所需的时间，li为第i个探测球与探测球a所在位置的距离，v表示各探测球的移动速度(假设各个探测为的移动速度相等)。

所述目标函数的约束条件为:

s表示所述目标区域的覆盖面积，s1表示各探测球单位功率的探测面积，p0表示探测球a的可用功率，pi表示第i个探测球的可用功率，th表示满足探测球a之外的其他探测球返航所需功率的保留阈值，该值大于0。

基于上述约束条件求解上述目标函数，可得到一临时探测队配置。如图2所示：假设探测球a与目标区域边界的最大距离为l，探测球a周围距离在l之内的6个探测球则为候选探测球。探测球a与周围6个探测球距离分别为l1、l2、l3、l4、l5、l6，此处的l1、l2、l3、l4、l5、l6为随机的，不一定相等。后台设备控制中心还需要确定6个探测球中的哪些探测球组成一临时探测队前往目标区域工作，使得目标区域的探测工作效率最高。这个方法同时优化临时探测探测队中探测球个数和各探测球到达目标区域的时间。后台设备控制中心确定临时探测队列的方法可如下。

step1:确定与探测球a距离在l之内的探测球个数6，即m＝6。

step2：测得6个探测球中最小功率pmin和最大功率pmax。

step3：根据目标区域的覆盖面积s以及探测球单位功率的探测面积s1，计算出理论上完成对目标区域搜索所需总功率

step4：确定构建临时探测队的探测球个数n的初始取值范围为：

step5：检测6是否在n的所述初始取值范围内。

若令

若令

若令n＝6。

step6：根据step5中确定的n的范围，对6个候选探测设备进行排列组合，得到若干设备组合；依次对各设备组合进行遍历，计算各设备组合对应的值，求得的最小值，获取最小值时的设备组合，由此得到n个第二探测球，进而得出临时探测队的最佳配置方式以及探测球个数。例如(探测球1、探测球2、探测球4、探测球6)对应的最小值，则得到的临时探测队为(探测球1、探测球2、探测球4、探测球6)。

上述实施例的目标区域探测方法，利用数学方法来解决临时探测队的配置问题，并且将探测设备分配问题转换成功率分配问题，将需要求解的探测设备个数的范围缩小，进一步简化了临时探测队的求解难度。同时优化临时探测队中探测设备个数和各探测设备到达目标区域的时间，对整个探测设备状态的性能进行综合考虑，通过该方法可以在完成各自探测任务的同时提高对目标区域探测效率。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。

基于与上述实施例中的目标区域配合探测的方法相同的思想，本发明还提供目标区域配合探测的装置，该装置可用于执行上述目标区域配合探测的方法。为了便于说明，目标区域配合探测的装置实施例的结构示意图中，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图示结构并不构建对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

图3为本发明一实施例的目标区域配合探测的装置的示意性结构图，该装置可以应用于探测系统的系统控制中心，或者无中心探测系统中的各个探测设备中。如图3所示，本实施例的目标区域配合探测的装置包括：

信息接收模块301，用于接收第一探测设备发送的探测信息，所述探测信息包括所述第一探测设备所在位置以及第一探测设备探测到的目标区域信息；

组队模块302，用于用于根据所述探测信息从第一探测设备之外的探测设备中选出若干个第二探测设备，由所述第一探测设备以及所述若干个第二探测设备构建一临时探测队；所述临时探测队满足条件：探测功率总和大于或等于所述目标区域所需的探测功率，且构建成本最小；

队列控制模块303，用于控制所述临时探测队对所述目标区域进行探测。

在一可选实施例中，所述队列控制模块303，用于控制所述临时探测队中的各个第二探测设备移动到所述第一探测设备所在位置，以对所述目标区域进行探测。优选地，所述临时探测队的构建成本最小指的是：在探测功率总和大于或等于所述目标区域所需的探测功率情况下，所需第二探测设备数量与各第二探测设备到达第一探测设备所在位置所需时间的综合成本最小。

在一可选实施例中，所述组队模块302具体包括：

第一筛选单元，用于根据第一探测设备所在位置从第一探测设备之外的探测设备中筛选出m个候选探测设备。优选地，所述第一筛选单元，用于获取各探测设备与所述第一探测设备所在位置的距离，将所述距离小于或等于设定距离阈值的探测设备确定为候选探测设备。

第二筛选单元，用于获取各个候选探测设备的可用功率，根据所述目标区域信息、各候选探测设备的可用功率求解预设的目标函数，得到n个第二探测设备；所述目标函数为构建临时探测队的探测设备个数和构建临时探测队的各探测设备到达第一探测设备所在位置所需时间的函数；其中，所述n、m均为大于0的整数，且n小于或等于m。

优选地，所述第二筛选单元，用于获取各个候选探测设备的剩余电量，根据所述剩余电量得出各个候选探测设备的可用功率。

在一可选实施例中，所述目标区域信息包括：目标区域的覆盖面积信息以及目标区域的边界信息。优选地，上述距离阈值为，所述第一探测设备与所述目标区域的边界的最大距离。

在一可选实施例中，所述组队模块302还包括：

设备数量确定单元，用于预先确定第二探测设备个数n的取值范围，具体用于：根据m个候选探测设备的可用功率得出其中的最大功率pmax和最小功率pmin，根据目标区域的面积s以及各探测设备单位功率的探测面积s1，计算所述目标区域所需的探测功率确定n的初始取值范围为：检测m的取值是否在n的所述初始取值范围内；若是，确定n的取值范围为若m大于或等于确定n的取值范围为若m小于或等于确定n的取值范围为n＝m。

在一可选实施例中，所述第二筛选单元，具体用于：对m个候选探测设备进行排列组合，得到若干设备组合，各设备组合中包含的探测设备个数在n的取值范围内；依次遍历所述若干设备组合，计算各设备组合对应的目标函数值，得出目标函数的最小值；获取目标函数最小值时的设备组合，由此得到n个第二探测设备。

优选地，所述目标函数为：

所述目标函数的约束条件为:

其中，n为第二探测设备个数，ti表示第i个第二探测设备移动到所述第一探测设备所在位置所需的时间，li为第i个第二探测设备与所述第一探测设备所在位置的距离，v表示各第二探测设备的移动速度；s表示所述目标区域的覆盖面积，s1表示各第二探测设备单位功率的探测面积，pi表示第i个第二探测设备的可用功率。

需要说明的是，上述示例的目标区域配合探测的装置的实施方式中，各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明前述方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明前述方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

此外，上述示例的目标区域配合探测的装置的实施方式中，各程序模块的逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述目标区域配合探测的装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，作为独立的产品销售或使用。所述程序在执行时，可执行如上述各方法的实施例的全部或部分步骤。此外，所述存储介质还可设置与一种计算机设备中，所述计算机设备中还包括处理器，所述处理器执行所述存储介质中的程序时，能够实现上述各方法的实施例的全部或部分步骤。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。可以理解，其中所使用的术语“第一”、“第二”等在本文中用于区分对象，但这些对象不受这些术语限制。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能理解为对本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。