便携式潜水员水下设备缺陷识别系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种便携式潜水员水下设备缺陷识别系统。
【背景技术】
[0002]现有技术中，都是通过下派潜水员到水面下，通过肉眼人工检测水下设备的破损程度，这种方式存在以下弊端:1、缺少相应的水下设备定位机制；2、人工检测方式不准确；3、检测标准不一致，提供的数据无参考价值。
[0003]为此，本发明提出了一种水下机器人水下设备破损检测平台，能够为潜水员提供水下设备缺陷识别的电子辅助装置，在潜水员行进过程中，自动识别水下设备缺陷位置，并能够给出破损等级，从而减少潜水员的操作，保证检测结果的准确性。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种便携式潜水员水下设备缺陷识别系统，通过在潜水员的头顶固定平台上集成自动化水下设备检测装置，引用包括边缘检测的目标识别方式，以及引用高精度的水下定位设备，从而提高整个识别系统的自动化水平。
[0005]根据本发明的一方面，提供了一种便携式潜水员水下设备缺陷识别系统，所述识别系统包括头顶固定平台、图像识别设备和岸基处理设备，所述头顶固定平台设置在所述潜水员的头顶位置，所述图像识别设备位于所述头顶固定平台上，用于检测水下设备是否存在缺陷，所述岸基处理设备与所述图像识别设备连接，以接收所述图像识别设备的识别结果。
[0006]更具体地，在所述便携式潜水员水下设备缺陷识别系统中，还包括:水上浮标，设置在所述潜水员的上方水面上；供电设备，设置在所述水上浮标上，包括防水密封罩、太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述防水密封罩用于容纳所述太阳能供电器件、所述蓄电池、所述切换开关和所述电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池的剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；格洛纳斯定位设备，设置在所述水上浮标上，由所述供电设备提供电力供应，用于接收格洛纳斯卫星发送的格洛纳斯定位数据；声纳探测设备，设置在所述水上浮标上，由所述供电设备提供电力供应，用于探测所述潜水员到所述水上浮标的相对距离，并作为第一相对距离输出；超声波测距设备，设置在所述头顶固定平台上，用于测量所述潜水员距离前方人体的距离，并作为第二相对距离输出；静态存储设备，设置在所述头顶固定平台上，预先存储了破损等级对照表，所述破损等级对照表保存了每一个破损等级所对应的破损区域所处曲线的周长、面积和形状参数；水下摄像设备，设置在所述头顶固定平台上，包括半球形防水透明罩、辅助照明子设备和CMOS摄像头，所述半球形防水透明罩用于容纳所述辅助照明子设备和所述CMOS摄像头，所述辅助照明子设备为所述CMOS摄像头的水下拍摄提供辅助照明，所述CMOS摄像头对前方水下设备拍摄以获得包含前方水下设备的水下图像；阈值分析设备，设置在所述头顶固定平台上，与所述CMOS摄像头连接，从0-255依次选择灰度值作为备选灰度值，使用备选灰度值将所述水下图像分割为备选目标区域图像和备选背景区域图像；基于备选目标区域图像像素总数、备选目标区域图像像素灰度平均值、备选背景区域图像像素总数和备选背景区域图像像素灰度平均值计算灰度值类间方差值，具体计算为:备选目标区域图像像素灰度平均值减去备选背景区域图像像素灰度平均值，获得的差的平方值乘以备选目标区域图像像素总数和备选背景区域图像像素总数即为灰度值类间方差值；将最大灰度值类间方差值所对应的备选灰度值作为分割阈值输出；图像识别设备，设置在所述头顶固定平台上，与所述阈值分析设备、所述CMOS摄像头和所述静态存储设备分别连接以获得所述分割阈值，包括背景分割子设备、破损区域连通子设备、特征识别子设备和破损等级识别子设备；所述背景分割子设备与所述阈值分析设备和所述CMOS摄像头分别连接，使用分割阈值将所述水下图像分割为最终目标区域图像和最终背景区域图像；所述破损区域连通子设备与所述背景分割子设备连接，用于基于最终目标区域图像中区域边界上相邻像素的连通性，确定将区域包围起来的封闭曲线；所述特征识别子设备与所述破损区域连通子设备连接，基于所述封闭曲线确定破损区域的周长、面积和形状参数，所述形状参数等于周长的平方除以面积的4π ;所述破损等级识别子设备与所述阈值分析设备和所述静态存储设备分别连接，基于确定的周长、面积和形状参数在破损等级对照表中查找对应的破损等级以作为目标破损等级输出；飞思卡尔頂X6处理器，设置在所述头顶固定平台上，与所述格洛纳斯定位设备、所述声纳探测设备、所述超声波测距设备、所述岸基处理设备和所述图像识别设备分别连接，用于在接收到所述目标破损等级时，启动所述格洛纳斯定位设备、所述声纳探测设备和所述超声波测距设备以接收所述格洛纳斯定位数据、所述第一相对距离和所述第二相对距离，基于所述格洛纳斯定位数据、所述第一相对距离和所述第二相对距离计算并输出水下设备定位数据，并通过电缆将所述水下图像和所述目标破损等级传输到所述岸基处理设备。
[0007]更具体地，在所述便携式潜水员水下设备缺陷识别系统中:所述飞思卡尔IMX6处理器在未接收到所述目标破损等级时，关闭所述格洛纳斯定位设备、所述声纳探测设备和所述超声波测距设备。
[0008]更具体地，在所述便携式潜水员水下设备缺陷识别系统中:所述飞思卡尔IMX6处理器在接收到的目标破损等级大于等于预设破损等级时，向所述岸基处理设备发送报警信号。
[0009]更具体地，在所述便携式潜水员水下设备缺陷识别系统中:所述预设破损等级被预先存储在所述飞思卡尔頂X6处理器的内置存储器中。
[0010]更具体地，在所述便携式潜水员水下设备缺陷识别系统中:所述阈值分析设备和所述图像识别设备被集成在同一块集成电路板上。
【附图说明】
[0011]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中:
[0012]图1为根据本发明实施方案示出的便携式潜水员水下设备缺陷识别系统的结构方框图。
[0013]附图标记:1头顶固定平台；2图像识别设备；3岸基处理设备
【具体实施方式】
[0014]下面将参照附图对本发明的便携式潜水员水下设备缺陷识别系统的实施方案进行详细说明。
[0015]现有技术中，水下设备如果存在破损，则很可能危及水下设备的安全，为了排除这一隐患，当前一般定期安排人手下潜到水下设备附近进行肉眼观测，根据经验进行破损程度判断。这种方式过于依赖人工，且对水下人力操作的要求苛刻，自动化水平不高。
[0016]为了克服上述不足，本发明搭建了一种便携式潜水员水下设备缺陷识别系统，在潜水员头部增加头顶固定平台，并在头顶固定平台上添加了一系列适合水下操作的图像处理设备和定位设备，从而能够及时给出破损。
[0017]图1为根据本发明实施方案示出的便携式潜水员水下设备缺陷识别系统的结构方框图，所述识别系统