本发明涉及一种无人驾驶水下摄影机器人。
背景技术：
专利文献CN105818944A公开了一种应用于水下探测的遥控潜艇，其中，遥控潜艇主机1与信号收发器4之间连接了电缆41，虽然，此种遥控潜艇在某些场合下也能够完成水下拍摄，但是，在很多情况下此种潜艇存在很多问题。
技术实现要素：
经过研究发现，上述现有技术中，由于遥控潜艇主机1与信号收发器4之间连接了电缆41，即使在水下存在水草等细小障碍物的情况下，电缆41容易被缠绕或者阻挡，导致遥控潜艇主机1无法进一步航行。
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种无人驾驶水下摄影机器人，从而能够在水下更好地进行拍摄，并可以为用户提供实时的视频或图像。
一种无人驾驶水下摄影机器人，包括潜水器，还包括中继装置，所述潜水器包括第一摄影装置、第一激光通信装置和潜水驱动装置，所述中继装置包括第二激光通信装置、第一无线通信装置和中继驱动装置，所述潜水驱动装置用于驱动所述潜水器运动，所述第一激光通信装置用于将所述第一摄影装置拍摄的图像数据通过激光传输给所述第二激光通信装置，所述中继装置用于识别所述潜水器，所述中继驱动装置依据识别所述潜水器的结果驱动中继装置以跟随所述潜水器，使得所述第二激光通信装置能够接收到所述第一激光通信装置传输的图像数据，所述第一无线通信装置用于将所述第二激光通信装置接收到的所述图像数据通过无线传输给控制装置。
优选的，所述中继装置还包括第二摄影装置，所述第二摄影装置用于拍摄所述潜水器，所述中继装置根据拍摄所述潜水器的图像识别所述潜水器。
优选的，所述潜水器还包括陀螺仪和第一声呐通信装置，所述中继装置还包括第二声呐通信装置，所述陀螺仪用于计算所述潜水器的位移信息，所述第一声呐通信装置用于将所述位移信息发送给所述第二声呐通信装置，所述中继装置根据所述位移信息识别并跟随所述潜水器。
优选的，当所述中继装置无法识别所述潜水器，所述中继驱动装置驱动所述中继装置按照设定轨迹运动，直至所述中继装置识别到所述潜水器。
优选的，所述中继装置还包括中继定位模块和中继电池，所述潜水器还包括潜水电池，所述中继定位模块用于获取所述中继装置的当前地理位置，所述中继装置将所述当前地理位置发送给所述潜水器，所述潜水器计算所述当前地理位置至初始位置的距离，判断所述潜水电池的剩余电量与行驶所述距离所需电量之差是否在第一设定电量阈值范围，若是，则所述潜水器向所述初始位置返航。
优选的，所述潜水器还包括潜水器定位模块，当所述第一声呐通信装置在设定时长内没有接收到所述第二声呐通信装置发送的信息时，所述潜水器上浮至设定水深以上，所述潜水器定位模块获取所述潜水器的当前地理位置，所述潜水器根据所述当前位置和初始位置，向所述初始位置返航。
优选的，所述中继装置计算所述当前地理位置至初始位置的距离，判断所述中继电池的剩余电量与行驶所述距离所需电量之差是否在第二设定电量阈值范围，若是，则所述中继装置向所述初始位置返航，并向所述潜水器发送控制所述潜水器向所述初始位置返航的控制命令。
优选的，所述潜水器接收来自所述中继装置发送的追踪拍摄设定目标的命令后，利用图像自动跟踪技术跟踪拍摄所述设定目标。
优选的，所述中继装置运行于水面上，或者设定深度以上的水中。
优选的，还包括控制装置，所述控制装置用于通过所述中继装置控制所述潜水器的运动和拍摄。
优选的，所述控制装置包括用于显示所述图像数据的显示屏。
优选的，所述控制装置用于与移动终端、AR终端或MR终端连接。
本发明的有益效果是：
由于中继装置与潜水器之间没有采用有线电缆，本发明并不会出现背景技术中出现的容易被缠绕的问题。同时，由于水对普通的无线电磁波(例如3G、4G、WIFI等频率)的衰减很大，这就限制了利用上述无线电磁波的潜水器的下潜深度，而声呐通信的带宽通常无法满足实时图像传输的要求，因此本发明的中继装置与潜水器之间采用激光通信，既可以实现较大潜水深度的要求，也能够满足实时图像数据传输的带宽要求，更重要的是，通过中继装置实时识别并跟随潜水器，保证了中继装置与潜水器之间能够激光通信。
【附图说明】
附图是本发明一种实施例的无人驾驶水下摄影机器人原理框图
【具体实施方式】
以下对发明的较佳实施例作进一步详细说明。
如附图所示，一种实施例的无人驾驶水下摄影机器人，包括潜水器、中继装置和控制装置。所述潜水器包括潜水电池、第一摄影装置、第一激光通信装置、第一声呐通信装置和潜水驱动装置，所述中继装置包括中继电池、第二激光通信装置、第二声呐通信装置、第一无线通信装置和中继驱动装置，控制装置包括无线通信装置，所述潜水驱动装置用于驱动所述潜水器运动。
潜水器在水面下运行，第一摄影装置用于拍摄水下环境，可以跟踪拍摄运动目标，也可以静止拍摄设定目标。中继装置可以在水面上运行，也可以在水面下较浅深度以上运行，控制装置通过无线通信装置向中继装置的第一无线通信装置发送控制命令，中继装置的第二激光通信装置(或者第二声呐通信装置)将控制命令发送给潜水器的第一激光通信装置(或者第一声呐通信装置)，从而实现对潜水器的控制，例如，对潜水器的运行状态的控制，如上升、下潜、前进、后退等动作，也可以对潜水器的第一摄影装置拍摄的目标进行设定，控制第一摄影装置对设定目标的追踪拍摄，例如利用图像自动跟踪技术对设定目标的追踪拍摄。
第一激光通信装置将第一摄影装置拍摄的图像数据发送给中继装置的第二激光通信装置，第一无线通信装置将第二激光通信装置接收到的图像数据(包括图片、视频)通过激光传输给控制装置的无线通信装置，从而控制装置可以获取实时的水下视频图像，供用户观看。
潜水器与中继装置之间的激光通信距离有一定的限制，由于潜水器的位置会出现移动，为了保证潜水器与中继装置之间的激光通信，所述中继装置需要跟随潜水器，使得所述第二激光通信装置能够接收到所述第一激光通信装置无线传输的图像数据。中继装置可以识别所述潜水器，中继驱动装置则依据识别结果驱动中继装置跟随所述潜水器。
上述方案中，避免了中继装置与潜水器之间采用有线电缆，同时激光通信能够满足图像数据传输的带宽要求。
在一个实施例中，中继装置通过设置其设置的第二摄影装置来识别所述潜水器，所述第二摄影装置用于拍摄所述潜水器，所述中继装置根据拍摄所述潜水器的图像识别所述潜水器；所述第一无线通信装置还可以将第二摄影装置拍摄的图像数据传输给控制装置。在另一个实施例中，潜水器还包括陀螺仪，陀螺仪用于计算所述潜水器的位移信息，所述第一声呐通信装置用于将所述位移信息发送给所述第二声呐通信装置，所述中继装置根据所述位移信息识别并跟随所述潜水器。例如，在t0时刻，潜水器与中继装置能够通过激光通信，在t1时刻，陀螺仪计算得到潜水器的位移为S，第一声呐通信装置将位移S传输给第二声呐通信装置，中继装置也跟随移动位移S，从而能够保证了两者之间激光通信畅通。
在一个实施例中，所述中继装置还包括中继定位模块，在航行过程中，中继定位模块实时获取所述中继装置的当前地理位置，在中继装置与潜水器保持激光通信的情况下(此时中继装置和潜水器之间的地理位置可以视为相同)，实时将中继装置的当前地理位置发送(可以通过激光通信或者声呐通信传输)给潜水器，潜水器根据当前地理位置与出发时的初始位置实时计算去程距离，实时判断潜水电池的剩余电量与行驶所述去程距离所需电量之差是否在第一设定电量阈值范围，若是，则所述潜水器向所述初始位置返航。例如，可以根据经验设置潜水器航行距离与耗电量之间的关系，当剩余电量与返航所需电量之差在0-Q1之间时，即使没有接收到返航的控制命令，潜水器也自动返航，并可以向中继装置发送返航的通知消息。
在一个实施例中，由于特殊情况，当潜水器的剩余电量不足以返航时，潜水器可以自动上浮。
所述中继装置计算所述当前地理位置至初始位置的距离，判断所述中继电池的剩余电量与行驶所述距离所需电量之差是否在第二设定电量阈值范围(例如0-Q2)，若是，则所述中继装置向所述初始位置返航，并向所述潜水器发送控制所述潜水器向所述初始位置返航的控制命令，也即，中继装置和潜水器一同返航。
在一个实施例中，当所述中继装置无法识别所述潜水器时，所述中继驱动装置驱动所述中继装置按照设定轨迹运动，直至所述中继装置识别到所述潜水器。例如，中继装置以无法识别潜水器时所在位置为原点，以设定半径作圆周运动以识别潜水器。
在一个实施例中，所述潜水器还包括潜水器定位模块，所述潜水器定位模块用于获取所述潜水器的地理位置信息，当所述第一声呐通信装置在设定时长内没有接收到所述第二声呐通信装置发送的信息(例如控制信息，或者在中继装置没有发送控制信息时的联络信息)时，通常在此种情况下，潜水器与中继装置已经失去了联系，因此，所述潜水器上浮至设定水深以上(例如水面，或者接近水面的水中)，所述潜水器定位模块获取所述潜水器的当前地理位置，所述潜水器根据所述当前位置和初始位置，向所述初始位置返航。
中继装置的第一无线通信装置还可以将中继装置的地理位置信息发送给控制装置，以便用户随时掌握中继装置的地理位置、以及潜水器的地理位置(在中继装置与潜水器之间没有失去通信的情况下)。上述定位模块可以是GPS模块或者北斗模块等。
所述控制装置可以包括控制电池，还可以包括用于显示所述图像数据的显示屏，以便用户可以观看水下的实时视频或者图像。控制装置也可以与移动终端、AR终端或MR终端连接，用户可以在这些终端中观看视频或图像，甚至可以控制潜水器。
潜水器还可以配备深度传感器，以测量下潜深度，可以设定最大潜水深度，当深度超过标准后自动上浮到安全深度；安装位置传感器，实现自动避开障碍物功能；还可以包括摄影装置稳定装置，以使拍摄的图像数据更加稳定；潜水器外部可安装机械手。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。