基于激光成像的暗礁检测系统的制作方法_2

文档序号:9316601阅读:来源:国知局
绕行驱动信号或后退驱动信号发送到所述驱动设备;所述数字信号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,在所述基于激光成像的暗礁检测系统中:所述数字信号处理器在接收到所述不存在暗礁信号时,将所述不存在暗礁信号通过水下电缆传送到水上处理中心。
[0008]更具体地,在所述基于激光成像的暗礁检测系统中,所述检测系统还包括:GPS定位设备,设置在所述检测系统主体架构上方的水面浮标上,与所述数字信号处理器连接,用于在接收到所述存在暗礁信号时,将接收到的GPS定位数据发送到水上处理中心。
[0009]更具体地,在所述基于激光成像的暗礁检测系统中:所述GPS定位设备包括太阳能光伏板,用于为所述GPS定位设备提供电力供应。
[0010]更具体地,在所述基于激光成像的暗礁检测系统中:所述数字信号处理器为TI公司的DSP芯片。
[0011]更具体地,在所述基于激光成像的暗礁检测系统中:所述暗礁状态分析设备与所述数字信号处理器集成在同一块集成电路板上。
【附图说明】
[0012]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述,其中:
[0013]图1为根据本发明实施方案示出的基于激光成像的暗礁检测系统的结构方框图。
[0014]附图标记:1激光成像设备;2静态存储设备;3暗礁检测设备
【具体实施方式】
[0015]下面将参照附图对本发明的基于激光成像的暗礁检测系统的实施方案进行详细说明。
[0016]水下地形勘测中,最重要的任务之一是暗礁勘测,并能够在勘测暗礁后能够规避暗礁,继续其他地形勘测。然而,由于水下环境的复杂性和暗礁的多变性,目前,尚未有能够进行水下暗礁勘测的技术方案。
[0017]为了克服上述不足,本发明搭建了一种基于激光成像的暗礁检测系统,通过对高精度水下激光图像的识别,准确确定暗礁尺寸,并能够进行有效规避,从而保障水下地形勘测工作的正常进行。
[0018]图1为根据本发明实施方案示出的基于激光成像的暗礁检测系统的结构方框图,所述检测系统用于水下暗礁识别,包括激光成像设备、静态存储设备和暗礁检测设备,所述激光成像设备基于声纳图像处理结果启动对水下激光图像的拍摄,所述静态存储设备预先存储暗礁检测所需数据,所述暗礁检测设备与所述激光成像设备和所述静态存储设备分别连接,对所述水下激光图像进行图像处理以确定是否存在暗礁目标。
[0019]接着,继续对本发明的基于激光成像的暗礁检测系统的具体结构进行进一步的说明。
[0020]所述检测系统还包括:驱动设备,设置在所述检测系统主体架构上,用于为所述检测系统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。
[0021]所述检测系统还包括:挖掘设备,设置在所述检测系统主体架构上,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,用于对前方暗礁进行挖掘。
[0022]所述检测系统还包括:声纳设备,设置在所述检测系统主体架构上,用于对水下目标执行声纳图像采集,以获得声纳图像。
[0023]所述检测系统还包括:声纳图像处理设备,设置在所述检测系统主体架构上,与所述声纳设备和所述静态存储设备分别连接,包括第一检测子设备、第二检测子设备和目标距离检测子设备,所述第一检测子设备与所述声纳设备和所述静态存储设备分别连接,用于采用亮度阈值上限遍历声纳图像以分割出核心目标区域。
[0024]所述第二检测子设备与所述第一检测子设备和所述静态存储设备分别连接,用于以所述核心目标区域的边缘点作为种子点,利用亮度阈值下限对核心目标区域附近的像素点进行亮度判断,以获得并分割出最终目标区域;所述目标距离检测子设备与所述第二检测子设备连接,计算最终目标区域的中心点到声纳图像检测原点的距离并作为目标距离输出。
[0025]所述激光成像设备,设置在所述检测系统主体架构上,包括激光器、探测器和微控制器,所述激光器对水下目标发出激光束,以在所述激光束被水下目标反射到所述探测器时,便于所述探测器的拍摄,所述微控制器与所述声纳图像处理设备、所述激光器和所述探测器分别连接,基于目标距离和激光在水下传播速度确定所述探测器快门的选通时间,并在选通时间到达时,选通所述探测器的快门,触发所述探测器对水下目标进行拍摄,以获得水下激光图像。
[0026]所述静态存储设备,设置在所述检测系统主体架构上,预先存储了亮度阈值上限和亮度阈值下限,还用于预先存储黑白阈值和像素数阈值,所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理,所述静态存储设备还预先存储了灰度化暗礁模版,所述灰度化暗礁模版为对基准暗礁进行拍摄所得到的暗礁图像执行灰度化处理而获得,还预先存储了暗礁面积阈值、暗礁高度阈值和暗礁宽度阈值,所述暗礁面积阈值与所述挖掘设备的挖掘输出功率成正比,所述暗礁高度阈值与所述驱动设备瞬时爬升输出功率成正比,所述暗礁宽度阈值与所述驱动设备瞬时绕行输出功率成正比。
[0027]所述暗礁检测设备,设置在所述检测系统主体架构上,与所述激光成像设备连接,包括图像预处理子设备、二值化处理子设备、列边缘检测子设备、行边缘检测子设备、目标分割子设备和目标识别子设备,所述图像预处理子设备与所述激光成像设备连接,以对所述水下激光图像依次执行自适应边缘增强和小波滤波处理,以获得预处理水下图像;所述二值化处理子设备与所述图像预处理子设备和所述静态存储设备分别连接,将所述预处理水下图像的每一个像素的亮度与所述黑白阈值分别比较,当像素的亮度大于所述黑白阈值时,将像素记为白色像素,当像素的亮度小于所述黑白阈值时,将像素记为黑色像素,从而获得二值化水下图像;所述列边缘检测子设备与所述二值化处理子设备和所述静态存储设备分别连接,用于对所述二值化水下图像,计算每列黑色像素的数目,将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的列记为边缘列;所述行边缘检测子设备与所述二值化处理子设备和所述静态存储设备分别连接,用于对所述二值化水下图像,计算每行黑色像素的数目,将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的行记为边缘行;所述目标分割子设备与所述列边缘检测子设备和所述行边缘检测子设备分别连接,将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域,并从所述二值化水下图像中分割出所述目标存在区域以作为目标子图像输出;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,将所述目标子图像与所述灰度化暗礁模版匹配,匹配成功,则输出存在暗礁信号,匹配失败,则输出不存在暗礁信号。
[0028]所述检测系统还包括:暗礁状态分析设备,与所述暗礁检测设备和所述声纳图像处理设备分别连接,当接收到所述存在暗礁信号时
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