一种基于数据通信的潜水员水下岩石避让方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于数据通信的潜水员水下岩石避让方法。
【背景技术】
[0002]潜水员在潜水时，如果处于浅水区或者水下岩石过高，则潜水服容易与岩石碰撞，从而导致潜水服受损，严重情况下可能导致潜水员受伤，后果不堪设想。为了避免出现潜水员与水下岩石碰撞情况发生，需要在潜水员身上安置水下岩石检测系统，然而，现有技术中并没有这样的系统。
[0003]为此，本发明提出了一种基于数据通信的潜水员水下岩石避让系统，能够根据水下岩石的具体情况，确定潜水员佩戴辅助设备的处理策略，或挖掘或躲避，从而避免潜水员与岩石碰撞。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于数据通信的潜水员水下岩石避让系统，通过水下定位技术确定水下岩石所在，通过包括Daubechies小波滤波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备和目标识别子设备的岩石识别设备实时检测岩石并判断岩石大小，基于岩石具体大小制定不同的处理策略，从而避免潜水员与岩石碰撞。
[0005]根据本发明的一方面，提供了一种基于数据通信的潜水员水下岩石避让方法，该方法包括:1)提供一种基于数据通信的潜水员水下岩石避让系统，所述避让系统包括头顶固定平台、岩石检测设备和岸基控制平台，所述岩石检测设备位于所述头顶固定平台上，用于检测潜水员正前方是否存在岩石，所述岸基控制平台与所述岩石检测设备连接，以接收所述岩石检测设备的识别结果；2)运行所述系统。
[0006]更具体地，在所述基于数据通信的潜水员水下岩石避让系统中，还包括:潜水驱动设备，用于为潜水员的行进提供辅助动力，所述辅助动力的方向为上行、下浮、左向、右向、前进和后退；挖掘设备，设置在所述头顶固定平台上，包括挖掘电机和挖掘驱动器，所述挖掘驱动器与所述挖掘电机连接，用于对前方岩石进行挖掘；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岩石的距离，并作为第二相对距离输出；静态存储设备，预先存储了岩石灰度范围和各类岩石基准模版，所述岩石灰度范围用于将图像中的岩石与背景分离，所述各类岩石基准模版为对各类基准岩石预先进行拍摄所得到的各个图像，还预先存储了岩石面积阈值、岩石高度阈值和岩石宽度阈值，所述岩石面积阈值与挖掘设备挖掘输出功率成正比，所述岩石高度阈值与潜水驱动设备瞬时爬升输出功率成正比，所述岩石宽度阈值与潜水驱动设备瞬时左右绕行输出功率成正比；摄像设备，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摄像头对前方目标拍摄以获得包含前方目标的水下图像；所述岩石检测设备包括Daubechies小波滤波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备和目标识别子设备；所述Daubechies小波滤波子设备与所述CMOS摄像头连接，用于对所述水下图像采用基于2阶Daubechies小波基的小波滤波处理，以滤除所述水下图像中的高斯噪声，获得小波滤波图像；所述中值滤波子设备与所述Daubechies小波滤波子设备连接，用于对所述小波滤波图像执行中值滤波处理，以滤除所述小波滤波图像中的水粒子散射成分，获得中值滤波图像；所述尺度变换增强子设备与所述中值滤波子设备连接，用于对所述中值滤波图像执行尺度变换增强处理，以增强图像中目标与背景的对比度，获得增强图像；所述目标分割子设备与所述尺度变换增强子设备连接，将所述增强图像中像素灰度值在所述岩石灰度范围内的所有像素组成岩石子图像；所述目标识别子设备与所述目标分割子设备和所述静态存储设备分别连接，将所述岩石子图像与各类岩石基准模版逐一匹配，输出匹配成功的岩石基准模版对应的岩石类型作为目标岩石类型；岩石状态分析设备，与所述岩石检测设备和所述超声波测距设备分别连接，当接收到所述目标岩石类型时，基于所述第二相对距离和所述岩石子图像占据所述水下图像的面积百分比计算水下岩石横向面积，基于所述第二相对距离和所述岩石子图像纵向高度占据所述水下图像纵向高度的高度百分比计算水下岩石高度，基于所述第二相对距离和所述岩石子图像横向宽度占据所述水下图像横向宽度的宽度百分比计算水下岩石宽度；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、所述岸基控制平台和所述岩石检测设备分别连接，用于在接收到所述目标岩石类型时，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岩石定位数据，并通过电缆将所述岩石子图像和所述目标岩石类型传输到所述岸基控制平台；其中，所述飞思卡尔頂X6处理器还与所述岩石状态分析设备、所述岩石检测设备和所述静态存储设备分别连接，当接收到所述目标岩石类型时，将所述水下岩石横向面积与所述岩石面积阈值比较，所述水下岩石横向面积小于等于所述岩石面积阈值则发出挖掘驱动信号，所述水下岩石横向面积大于所述岩石面积阈值则进入躲避工作模式；所述飞思卡尔頂X6处理器在所述躲避工作模式中执行以下操作:当所述水下岩石高度小于等于所述岩石高度阈值时则发出上升驱动信号，当所述水下岩石高度大于所述岩石高度阈值时，进一步判断所述水下岩石宽度和所述岩石宽度阈值的比较结果:当所述水下岩石宽度小于等于所述岩石宽度阈值时则发出左右绕行驱动信号，否则，发出后退驱动信号；所述飞思卡尔頂X6处理器还与所述潜水驱动设备连接，以将所述上升驱动信号、所述左右绕行驱动信号或后退驱动信号发送到所述驱动设备；所述飞思卡尔頂X6处理器还与所述挖掘驱动器连接，以将所述挖掘驱动信号发送到所述挖掘驱动器。
[0007]更具体地，在所述基于数据通信的潜水员水下岩石避让系统中:所述飞思卡尔IMX6处理器在未接收到所述目标岩石类型时，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，在所述基于数据通信的潜水员水下岩石避让系统中:所述飞思卡尔IMX6处理器与所述岩石检测设备集成在一块集成电路板上。
[0009]更具体地，在所述基于数据通信的潜水员水下岩石避让系统中，所述避让系统还包括:移动通信接口，与所述岸基控制平台连接，用于建立所述岸基控制平台与水上救援中心之间的无线数据连接。
[0010]更具体地，在所述基于数据通信的潜水员水下岩石避让系统中:所述潜水驱动设备设置在潜水员穿戴的潜水衣上。
【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基于数据通信的潜水员水下岩石避让系统的结构方框图。
[0013]附图标记:1头顶固定平台；2岩石检测设备；3岸基控制平台
【具体实施方式】
[0014]下面将参照附图对本发明的基于数据通信的潜水员水下岩石避让系统的实施方案进行详细说明。
[0015]水下岩石由于千变万化，形状不固定，分布没有规律，而对水下作业的潜水员造成安全威胁，尤其是对于处于深海探索的潜水员，一旦潜水服被划破，很可能造成潜