CN105045166B - 环境侦测装置及其侦测模式控制方法、应急监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环境侦测装置、一种应急监控系统，以及一种环境侦测装置的侦测模式控制方法；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、视频图像采集模块和控制模块，还包括振动检测模块和电量检测模块，振动检测模块和电量检测模块均与电源模块、控制模块连接；振动检测模块检测环境侦测装置的运动状态信息，并发送至控制模块；电量检测模块检测电源模块的剩余电量信息，并发送至控制模块；控制模块根据运动状态信息和剩余电量信息控制视频图像采集模块的工作模式。本发明有效降低电能损耗，提高了装置的电能使用效率，延长工作时间，并最大限度地采集有用信息，为应急救援工作提供有力支援。

Description

环境侦测装置及其侦测模式控制方法、应急监控系统

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、一种应急监控系统，以及一种环境侦测装置的侦测模式控制方法。

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，可应用在所述应急场景中，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、温度等环境信息的采集，并将采集的数据传输至外部的监控中心。

现有的环境监控装置在电源开启后，便开始采集应急场景的各种环境信息数据，而持续进行大量环境信息数据的采集需要耗费较大的电量，其电能损耗较大，不利于侦测工作的持久性。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种环境侦测装置，该装置在进行侦测时能结合自身运动情况和电量情况对侦测模式进行切换，有效降低电能损耗，延长工作时间。

本发明的另一目的是提供一种应急监控系统，该系统在进行应急监控时能对侦测模式进行切换，有效降低电能损耗，延长工作时间。

本发明的另一目的是提供一种环境侦测装置的侦测模式切换方法，该方法能根据环境侦测装置的运动情况和电量情况对侦测模式进行控制，减少环境侦测装置的电能损耗。

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、视频图像采集模块和控制模块，还包括振动检测模块和电量检测模块，所述振动检测模块和所述电量检测模块均与所述电源模块、所述控制模块连接；

所述振动检测模块由所述电源模块供电，用于检测环境侦测装置的运动状态信息，并将所述运动状态信息发送至所述控制模块；

所述电量检测模块检测所述电源模块的剩余电量信息，并将所述剩余电量信息发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述运动状态信息和所述剩余电量信息控制所述视频图像采集模块的工作模式，所述工作模式包括视频采集模式和图像采集模式。

一种应急监控系统，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，所述应急监控系统还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控系统。

以及一种环境侦测装置的侦测模式控制方法，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视频图像采集模块；所述侦测模式控制方法包括如下步骤：

获取所述环境侦测装置的运动状态信息；

获取所述电源模块的剩余电量信息；

根据所述运动状态信息和所述剩余电量信息控制所述视频图像采集模块的工作模式。

上述环境侦测装置、应急监控系统和环境侦测装置的侦测模式控制方法，根据环境侦测装置的运动情况和剩余电量情况对侦测模式进行控制，有效降低电能损耗，提高了装置的电能使用效率，延长工作时间，并最大限度地采集有用信息，为应急救援工作提供有力支援。

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为本发明实施例二中一种应急监控系统的结构示意图；

图3为本发明实施例二中接收端监控系统的结构示意图；

图4为本发明实施例三中环境侦测装置的侦测模式控制方法的流程示意图；

图5为本发明实施例三中环境侦测装置的侦测模式控制方法另一的流程示意图。

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，以及设置在空心球状外壳10内部的相互连接的电源模块11、视频图像采集模块12和控制模块13，还包括振动检测模块14和电量检测模块15，振动检测模块14和电量检测模块15均与电源模块11、控制模块13连接。

其中，振动检测模块14由电源模块11供电，用于检测环境侦测装置的运动状态信息，通过检测运动状态信息可以判断环境侦测装置是处于滚动状态还是静止状态。振动检测模块14将运动状态信息发送至控制模块13。电量检测模块15用于检测电源模块11的剩余电量信息，并将剩余电量信息发送至控制模块13。控制模块13根据所述运动状态信息和所述剩余电量信息控制视频图像采集模块12的工作模式。控制模块13还可以获取视频图像采集模块12采集的数据，并对数据进行处理及传输。

本实施例一中的环境侦测装置，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，并通过视频图像采集模块12稳定地采集环境信息。

本实施例一中的环境侦测装置适用于各种应急场景，在将环境侦测装置抛掷进狭小空间的过程中，例如将环境侦测装置扔进弯曲的管道时，需要通过环境侦测装置在滚动过程中采集的视频信息了解管道的具体情况，而图像则不具备信息的完整性和生动性。但当环境侦测装置静止下来时，视频图像采集模块12侦测的画面在短时间内相对静止，视频信息的功效某种程度上大致等同于图像信息的功效。因此，基于上述理由，本实施例一中的环境侦测装置充分考虑自身的运动情况，并结合电源模块11的剩余电量的影响，对侦测模式(即视频图像采集模块的工作模式)进行有效控制。下面详细介绍本实施例一中环境侦测装置的工作原理。

开启环境侦测装置的电源后，电源模块11为各个功能模块供电，环境侦测装置进入工作状态。将环境侦测装置投掷进目标空间，环境侦测装置开始对周围环境进行侦测。由于环境侦测装置的外壳为球状，因此可在地面滚动。在环境侦测装置工作后，环境侦测装置中的振动检测模块14检测环境侦测当前的运动状态信息。较佳的，在一种具体实施方式中，振动检测模块14包括振动传感器，振动传感器可以灵敏地检测出物体的振动状态。振动检测模块14检测出环境侦测装置的运动状态信息后，发送至控制模块13，控制模块13判断环境侦测装置当前的运动状态是滚动状态或是静止状态，若判断出环境侦测装置当前的运动状态为滚动状态，则控制视频图像采集模块12进入视频采集模式，因为此时环境侦测装置正在滚动，采集动态的视频信息更有助于了解当前应急场景的状况。

在一种具体实施方式中，当控制模块13根据所述运动状态信息判断出环境侦测装置处于静止状态时，若视频图像采集模块12仍处于视频采集模式，持续进行视频信息的采集，虽然数据的完整性和生动性较佳，但需要消耗较大的电量，电源模块11将面临较大的挑战，不利于侦测工作的持久性。因此，本实施例一中的环境侦测装置通过其内部的电量检测模块15检测电源模块11的剩余电量信息，控制模块13根据剩余电量信息判断当前剩余电量是否小于阈值，若否，则表明电源模块11剩余电量充裕，因此在环境侦测装置处于静止状态时，视频图像采集模块12仍工作在视频采集模式，采集当前环境的视频信息。但若控制模块13根据剩余电量信息判断出电源模块11当前剩余电量小于阈值，则表明此时电源模块11电量不足，因此在环境侦测装置处于静止状态时，控制视频图像采集模块12进入图像采集模式，仅采集环境的图像信息，有效降低环境侦测装置的电量消耗，实现节省电能、延长环境侦测装置工作时间的目的。此时侦测的画面在短时间内相对静止，视频信息的功效与图像信息的功效大致相同，因而仅采集环境的图像信息对侦测工作也无影响。

上述内容仅仅描述了本实施例一中控制模块13根据环境侦测装置的运动状态信息和电源模块11的剩余电量信息，对视频图像采集模块12的工作模式进行控制的一种具体实施方式，但还有其它多种方法可以选择，例如控制模块13根据预先设置的工作模式与运动状态信息及剩余电量信息的对应关系表对视频图像采集模块12的工作模式进行控制，其余方法此处不再一一陈述，可根据实际应用需求选取。

视频图像采集模块12采集视频信息或图像信息后，发送至控制模块13，控制模块13主要由中央处理芯片和外围电路组成，对接收的视频信息或图像信息进行压缩编码等处理，然后进行数据传输。

在一种具体实施方式中，视频图像采集模块12可选用广角摄像头，实现视频信息和图像信息的采集。另外，本实施例一中的环境侦测装置，其空心球状外壳内部，还可设置多种环境信息采集传感器进行数据采集，例如音频传感器、温度传感器等环境信息采集传感器，各个环境信息采集传感器都与控制模块13连接；控制模块13将各个环境信息采集传感器采集的数据进行压缩编码等处理后进行传输。

综上，本实施例一中的环境侦测装置通过振动检测模块14检测环境侦测装置当前的运动状态信息，通过电量检测模块15检测电源模块11的剩余电量信息，控制模块13根据所述运动状态信息和剩余电量信息对视频图像采集模块12的工作模式进行控制，显著降低电能损耗，延长环境侦测装置的工作时间，并最大限度地采集有用信息，为应急救援工作提供有力支援。

实施例二

本发明还提供一种应急监控系统，如图2所示，是应急监控系统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)，应急监控系统还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控系统。

本发明的应急监控系统，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，采集现场音频数据等，环境侦测装置中的控制模块将数据传输至无线传输模块，然后通过无线传输模块输出采集的现场信息至接收端监控系统；接收端监控系统接收所述环境信息，能及时确定应急现场的具体情况，方便专业人员做出救援决策和控制措施。接收端监控系统也可以将所接收到的现场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。

上述环境侦测装置中的视频图像采集模块可由六个广角摄像头构成，广角摄像头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，控制模块可将每个广角摄像头采集的信息进行拼接，既能保证全方位无死角地拍摄到侦测区域的全景信息，也能较好地控制装置成本。

上述环境侦测装置中的环境信息采集传感器还可包括湿度传感器、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，所述视频图像采集模块、各个环境信息采集传感器、控制模块、电源模块、电量检测模块、振动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。

空心球状外壳内部还可设置与控制模块连接的驱动模块，由驱动模块控制环境侦测装置运动。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3所示，是本实施例的接收端监控系统的结构示意图，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；

接收端监控系统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，全球移动通信系统)/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系统，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，尤其适合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4所示，是本发明环境侦测装置的侦测模式控制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视频图像采集模块；所述侦测模式控制方法包括如下步骤：

S100获取所述环境侦测装置的运动状态信息；

S200获取所述电源模块的剩余电量信息；

S300根据所述运动状态信息和所述剩余电量信息控制所述视频图像采集模块的工作模式。

本实施例中的环境侦测装置适用于各种应急场景，在将环境侦测装置抛掷进狭小空间的过程中，例如将环境侦测装置扔进弯曲的管道时，需要通过环境侦测装置在滚动过程中采集的视频信息了解管道的具体情况，而图像则不具备信息的完整性和生动性。但当环境侦测装置静止下来时，视频图像采集模块侦测的画面在短时间内相对静止，视频信息的功效某种程度上大致等同于图像信息的功效。因此，基于上述理由，本实施例中充分考虑环境侦测装置的运动情况，并结合电源模块的剩余电量信息，对视频图像采集模块的工作模式进行有效控制，例如根据预设的工作模式与运动状态信息及剩余电量信息对应关系表进行视频图像采集模块的工作模式进行切换，以此实现降低电量消耗、延长环境侦测装置工作时间的目的。

开启环境侦测装置的电源后，电源模块为环境侦测装置的各个功能模块供电，环境侦测装置进入工作状态。将环境侦测装置投掷进目标空间，环境侦测装置开始对周围环境进行侦测。由于环境侦测装置的外壳为球状，因此可在地面滚动。在环境侦测装置工作后，实时获取环境侦测当前的运动状态信息以及电源模块的剩余电量信息，在一种具体实施方式中，参照图5所示，当根据所述运动状态信息和所述剩余电量信息控制视频图像采集模块的工作模式时，若环境侦测装置的运动状态信息为滚动状态，则控制视频图像采集模块的工作模式为视频采集模式，因为此时环境侦测装置正在滚动，采集动态的视频信息更有助于了解当前应急场景的状况。

仍参照图5所示，在一种具体实施方式中，当环境侦测装置的运动状态信息为静止状态时，根据所述剩余电量信息判断所述电源模块的剩余电量是否小于阈值；若是，则控制所述视频图像采集模块的工作模式为图像采集模式。因为在环境侦测装置处于静止状态时，若视频图像采集模块仍处于视频采集模式，持续进行视频信息的采集，虽然数据的完整性和生动性较佳，但持续采集视频信息需要消耗较大的电量，电源模块将面临较大的挑战，不利于侦测工作的持久性。因此，此时根据剩余电量信息判断当前剩余电量是否小于阈值，若否，则表明电源模块剩余电量充裕，则可以控制视频图像采集模块仍工作在视频采集模式，采集当前环境的视频信息。但若根据剩余电量信息判断出电源模块的当前剩余电量小于阈值，则表明此时电源模块电量不足，因此控制视频图像采集模块进入图像采集模式，仅采集环境的图像信息，有效降低环境侦测装置的电量消耗，实现节省电能、延长环境侦测装置工作时间的目的。此时侦测的画面在短时间内相对静止，视频信息的功效与图像信息的功效大致相同，因而仅采集环境的图像信息对侦测工作也无影响。

本发明的环境侦测装置、应急监控系统和环境侦测装置的侦测模式控制方法，根据环境侦测装置的运动情况和剩余电量情况对环境侦测装置的侦测模式进行控制，有效降低电能损耗，提高了装置的电能使用效率，延长工作时间，并最大限度地采集有用信息，为应急救援工作提供有力支援。

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 (9)

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、视频图像采集模块和控制模块，其特征在于，还包括振动检测模块和电量检测模块，所述振动检测模块和所述电量检测模块均与所述电源模块、所述控制模块连接；

所述振动检测模块由所述电源模块供电，用于检测环境侦测装置的运动状态信息，并将所述运动状态信息发送至所述控制模块；

所述电量检测模块检测所述电源模块的剩余电量信息，并将所述剩余电量信息发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述运动状态信息和所述剩余电量信息控制所述视频图像采集模块的工作模式，所述工作模式包括视频采集模式和图像采集模式。

2.根据权利要求1所述的环境侦测装置，其特征在于，所述视频图像采集模块包括广角摄像头。

3.根据权利要求1或2所述的环境侦测装置，其特征在于，所述振动检测模块包括振动传感器。

4.根据权利要求1或2所述的环境侦测装置，其特征在于，当所述振动检测模块检测到环境侦测装置的运动状态信息为滚动状态时，所述控制模块控制所述视频图像采集模块的工作模式为视频采集模式。

5.根据权利要求1或2所述的环境侦测装置，其特征在于，当所述振动检测模块检测到环境侦测装置的运动状态信息为静止状态时，若所述控制模块根据所述剩余电量信息判定当前剩余电量小于阈值，则所述控制模块控制所述视频图像采集模块的工作模式为图像采集模式。

6.一种应急监控系统，其特征在于，包括如权利要求1至5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，所述应急监控系统还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控系统。

7.一种环境侦测装置的侦测模式控制方法，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视频图像采集模块；其特征在于，所述侦测模式控制方法包括如下步骤：

获取所述环境侦测装置的运动状态信息；

获取所述电源模块的剩余电量信息；

根据所述运动状态信息和所述剩余电量信息控制所述视频图像采集模块的工作模式，所述工作模式包括视频采集模式和图像采集模式。

8.根据权利要求7所述的环境侦测装置的侦测模式控制方法，其特征在于，根据所述运动状态信息和所述剩余电量信息控制所述视频图像采集模块的工作模式的过程包括如下步骤：

当所述环境侦测装置的运动状态信息为滚动状态时，控制所述视频图像采集模块的工作模式为视频采集模式。

9.根据权利要求7或8所述的环境侦测装置的侦测模式控制方法，其特征在于，根据所述运动状态信息和所述剩余电量信息控制所述视频图像采集模块的工作模式的过程包括如下步骤：

当所述环境侦测装置的运动状态信息为静止状态时，根据所述剩余电量信息判断所述电源模块的剩余电量是否小于阈值；

若是，则控制所述视频图像采集模块的工作模式为图像采集模式。