用于部署在开阔海域上的传感器携带设备或浮子的选择性图像捕获的系统和方法与流程

用于部署在开阔海域上的传感器携带设备或浮子的选择性图像捕获的系统和方法
1.关于联邦政府资助研究或发展的声明
2.本发明是在由darpa授予的hr00112090101下由美国政府支持完成的。美国政府对本发明享有一定的权利。
技术领域
3.本说明书涉及图像捕获。更具体地，本说明书涉及用于部署在开阔海域上的浮动传感器(或传感器携带设备或浮子)的选择性图像捕获。因此，本发明结合海洋传感器可得到适当应用，并且将特别参考其进行描述。然而，应当理解，本文所述的主题同样适合和/或适用于其他类似应用。


背景技术：

4.已有人提出部署廉价的浮动在海洋上的设备以检测和报告各种信号，包括图像、环境信息以及人类活动和无线电通信生成的信号。例如，一项提议的举措旨在部署大量包括相机的廉价的浮动传感器(在本文中也称为浮子或传感器携带设备或浮子)。
5.如所提出的，包括由浮子相机采集的图像数据的采集数据，经由无线电通信和/或无线电信链路(例如，到围绕地球轨道中的卫星的无线链路和/或无线电通信)从浮子传送到期望的远程位置(即，相对于浮子的远程位置)。此数据的传输通常被允许使用和/或占用正在进行传输的卫星和/或无线链路的有限时间量、带宽和/或其他资源。
6.在一些情况下，这些设备或浮子可能被限制为选择性地以极其有限的数据速率(例如，320字节/20分钟)传输获取的数据。因此，仅传输与特定目标或目的相关的必要信息通常很重要。而且，这些设备或浮子具有有限的功率存储能力。例如，在处理由浮子的设备上相机捕获的图像时，由于需要大量功率消耗，因此无法通过深度神经网络连续处理图像。
7.一些现有方法仅关注图像捕获问题，并且将整个电池容量和传输带宽专用于此。这些类型的方法可能不适合小型、低功率多感知浮子。


技术实现要素：

8.在当前描述的实施方案的一个方面，部署在开阔的海域中的浮动设备上的系统包括：被配置成用于捕获图像的相机、被配置成用于捕获imu数据的惯性测量单元(imu)、以及至少一个处理器和至少一个其上存储有代码的存储器，当该代码由该至少一个处理器执行时基于该imu数据来触发该相机以捕获图像。
9.在当前描述的实施方案的另一方面，该至少一个处理器执行校准序列。
10.在当前描述的实施方案的另一方面，该至少一个处理器基于预定标准来触发相机以捕获图像。
11.在当前描述的实施方案的另一方面，该预定标准包括：
12.z＞z_阈值x z_峰值
[0013]-p_半径＜p＜p_半径
[0014]-r_半径＜r＜r_半径
[0015]
其中z是对传感器携带设备或浮子的高度(在海平面上、高于海平面或低于海平面)的当前估计，z_阈值是设备或浮子需要高于其以允许捕获的平均预测波高的百分比，z_峰值是设备或浮子在c秒内的最大高度(用于接近波顶的高度)，p是俯仰，p_半径是设备或浮子需要在其中以允许捕获的俯仰半径，r是滚动，并且r_半径是设备或浮子需要在其中以允许捕获的滚动半径。
[0016]
在当前描述的实施方案的另一方面，该至少一个处理器基于对传感器携带设备或浮子何时将位于波的顶部的估计来触发该相机以捕获图像。
[0017]
在当前描述的实施方案的另一方面，该估计基于该imu数据和预测性例程。
[0018]
在当前描述的实施方案的另一方面，该预测性例程包括卡尔曼滤波器的实施以预测波行为。
[0019]
在当前描述的实施方案的另一方面，部署在开阔海域中的浮动设备上的系统包括：被配置成用于捕获图像的相机、被配置成用于捕获imu数据的惯性测量单元(imu)、以及至少一个处理器和至少一个其上存储有代码的存储器，当该代码由该至少一个处理器执行时，基于该imu数据触发该相机捕获多个图像并且触发该至少一个处理器选择所捕获的图像。
[0020]
在当前描述的实施方案的另一方面，该至少一个处理器执行校准序列。
[0021]
在当前描述的实施方案的另一方面，该相机随机地捕获多个图像。
[0022]
在当前描述的实施方案的另一方面，该相机基于预测的波的顶捕获多个图像。
[0023]
在当前描述的实施方案的另一方面，该至少一个处理器将来自该惯性测量单元的数据与多个图像同步，使用预定标准针对每个所捕获的图像过滤来自该惯性测量单元的该数据，并且选择满足该预定标准的所捕获的图像。
[0024]
在当前描述的实施方案的另一方面，该预定标准包括：
[0025]
z＞z_阈值x z_峰值
[0026]-p_半径＜p＜p_半径
[0027]-r_半径＜r＜r_半径
[0028]
其中z是对传感器携带设备或浮子的高度(在海平面上、高于海平面或低于海平面)的当前估计，z_阈值是设备或浮子需要高于其以允许捕获的平均预测波高的百分比，z_峰值是设备或浮子在c秒内的最大高度(用于接近波顶的高度)，p是俯仰，p_半径是设备或浮子需要在其中以允许捕获的俯仰半径，r是滚动，并且r_半径是设备或浮子需要在其中以允许捕获的滚动半径。
[0029]
在当前描述的实施方案的另一方面，一种用于具有至少一个相机和惯性测量单元的传感器携带设备或浮子上的图像捕获的方法包括：选择性地启动图像捕获例程，执行校准序列以预测传感器携带设备或浮子的当前高度，估计海平面以及预测波顶高度，使用来自惯性测量单元的数据来确定传感器携带设备或浮子的当前高度，通过惯性测量单元来测量传感器携带设备或浮子的俯仰和滚动，以及如果基于传感器携带设备或浮子的确定的高度、俯仰和滚动，预定标准得以满足，则由相机捕获图像。
[0030]
在当前描述的实施方案的另一方面，校准序列包括在最后w次测量中对该惯性测
量单元的加速度计数据进行积分，该加速度计数据对应于在垂直于海洋表面(z)的方向上的所测得的加速度，以预测该浮子或设备的当前高度(z)，其中w是被积分以预测当前高度(z)的点数，然后对所有z值求平均以估计该海平面，并且使用随时间推移的z的最大的测得的值来预测该波顶高度。
[0031]
在当前描述的实施方案的另一方面，该预定标准包括：
[0032]
z＞z_阈值x z_峰值
[0033]-p_半径＜p＜p_半径
[0034]-r_半径＜r＜r_半径
[0035]
其中z是对传感器携带设备或浮子的高度(在海平面上、高于海平面或低于海平面)的当前估计，z_阈值是设备或浮子需要高于其以允许捕获的平均预测波高的百分比，z_峰值是设备或浮子在c秒内的最大高度(用于接近波顶的高度)，p是俯仰，p_半径是设备或浮子需要在其中以允许捕获的俯仰半径，r是滚动，并且r_半径是设备或浮子需要在其中以允许捕获的滚动半径。
[0036]
在当前描述的实施方案的另一方面，一种用于具有至少一个相机和惯性测量单元的传感器携带设备或浮子上的图像捕获的方法包括：选择性地启动图像捕获例程，执行校准序列以预测传感器携带设备或浮子的当前高度，估计海平面以及预测波顶高度，基于校准序列和预测性例程的输出来估计传感器携带设备或浮子何时将处于波的顶部处，以及基于估计由相机捕获图像。
[0037]
在当前描述的实施方案的另一方面，校准序列包括在最后w次测量中对该惯性测量单元的加速度计数据进行积分，该加速度计数据对应于在垂直于海洋表面(z)的方向上的所测得的加速度，以预测该浮子或设备的当前高度(z)，其中w是被积分以预测当前高度(z)的点数，然后对所有z值求平均以估计该海平面，并且使用随时间推移的z的最大的测得的值来预测该波顶高度。
[0038]
在当前描述的实施方案的另一方面，该预测性例程包括卡尔曼滤波器的实施以预测波行为。
[0039]
在当前描述的实施方案的另一方面，一种用于具有至少一个相机和惯性测量单元的传感器携带设备或浮子上的图像捕获的方法包括：选择性地启动图像捕获例程，执行校准序列以预测传感器携带设备或浮子的当前高度，估计海平面以及预测波顶高度，捕获多个图像，将来自惯性测量单元的数据与多个图像同步，使用预定标准针对每个所捕获的图像过滤来自惯性测量单元的数据，以及选择满足预定标准的所捕获的图像。
[0040]
在当前描述的实施方案的另一方面，捕获包括随机地捕获图像。
[0041]
在当前描述的实施方案的另一方面，捕获包括基于预测的波的顶来捕获图像。
[0042]
在当前描述的实施方案的另一方面，使用卡尔曼滤波器来确定波的预测高度以预测波行为。
[0043]
在当前描述的实施方案的另一方面，该预定标准包括：
[0044]
z＞z_阈值x z_峰值
[0045]-p_半径＜p＜p_半径
[0046]-r_半径＜r＜r_半径
[0047]
其中z是对传感器携带设备或浮子的高度(在海平面上、高于海平面或低于海平
面)的当前估计，z_阈值是设备或浮子需要高于其以允许捕获的平均预测波高的百分比，z_峰值是设备或浮子在c秒内的最大高度(用于接近波顶的高度)，p是俯仰，p_半径是设备或浮子需要在其中以允许捕获的俯仰半径，r是滚动，并且r_半径是设备或浮子需要在其中以允许捕获的滚动半径。
附图说明
[0048]
图1是根据当前描述的实施方案的系统的图示；
[0049]
图2是根据当前描述的实施方案的系统的图示；
[0050]
图3是根据当前描述的实施方案的方法的图示；
[0051]
图4是根据当前描述的实施方案的方法的图示；并且，
[0052]
图5是根据当前描述的实施方案的方法的图示。
具体实施方式
[0053]
由于设备或浮子的有限功率存储能力，当前描述的实施方案以至少一种形式被实施为在数据类型和处理数据、特别是图像的方式方面具有选择性。因此，根据当前描述的实施方案的至少一种形式，低功率传感器用于确定合适时间以捕获图像，而该图像具有在海洋浮子附近捕获感兴趣信息的高可能性。在开阔海域上的浮动平台(或浮标)上捕获图像的其他方法似乎没有使用其他内部传感器来触发照片捕获。
[0054]
更具体地，在根据当前描述的实施方案的至少一种形式中，由板载惯性测量单元(imu)生成的数据用于自动预测海的波运动。然后使用这些预测来确定用于触发板载相机的可接受的运动参数集。然后，相机捕获图像。然后可以以各种方式进一步处理这些图像。然而，在至少一个示例中，图像可以由例如在2020年2月28日提交的标题为“compressing image regions containing detailed objects and simplified backgrounds under a fixed number of bytes”的第16/805,326号待决美国专利申请中所述的海洋物体检测器(或传感器携带设备或浮子)进一步处理，并且通过引用将其全部并入本文。一个考虑因素是，在波顶的峰处或波顶的峰附近以最小的俯仰和滚动捕获的图像将包含较少的障碍(诸如其他波)。此类图像提供了地平线更深处的视野，以便例如监测海事海上交通和其他现象。因此，捕获感兴趣对象(诸如船舶、小船、垃圾、鸟类等)的可能性增加。
[0055]
参考图1，示出了在开阔海域中部署的传感器携带设备或浮子20。传感器携带设备或浮子20上具有定位在其上的至少一个相机。在此示例中，传感器携带设备或浮子具有两(2)个相机24a和24b。然而，应当理解，传感器携带设备或浮子20可以包括适合于整个系统的实施、部署以及配置的大小、目的或预期用途的任意数量的相机。在此示例中，在所示位置，例如在具有最小俯仰和滚动的波顶100的峰处或波顶的峰附近，传感器携带设备或浮子20具有多个可用的相机视野。在此示例中，在给定时刻，相机24a具有可接受的视野，相机24b具有可接受的视野，用于获取地平线和地平线上物体的图像。
[0056]
继续参考图1，还示出了在开阔海域中部署的传感器携带设备或浮子21。传感器携带设备或浮子21上具有定位在其上的至少一个相机。在此示例中，传感器携带设备或浮子具有两(2)个相机25a和25b。然而，应当理解，传感器携带设备或浮子21可以包括适合于整个系统的实施、部署以及配置的大小、目的或预期用途的任意数量的相机。在此示例中，在
所示位置处，例如在具有高俯仰和滚动的波谷101的底部处或附近，传感器携带设备或浮子20也具有多个可用视野。然而，在此示例中，在给定时刻，相机25a具有不可接受的视野，并且相机25b具有不可接受的视野，用于获取地平线和地平线上物体的图像。
[0057]
然而，应当理解，传感器携带设备或浮子20和21的目的可能与识别地平线上的物体的示例目的不同。例如，此类传感器携带设备或浮子的实施方式可以包括具有不同目的和目标的各种类型的实施方式。例如，实施方式也包括捕获水的各种图像(例如，水的颜色)以提供用于分析目的的数据或捕获天空、天空中的物体(诸如飞机或鸟类)或月球的图像以提供有用的监控或环境数据。在此类情况下，如图所示，传感器携带设备或浮子21具有用于相机25a捕获水的特写图像的可接受视野以及用于相机25b捕获天空图像的可接受视野。如下面将更详细地描述，当前描述的实施方案将以至少一种形式实施和配置成实现系统的预期目标。
[0058]
现在参考图2，将更详细地描述传感器携带设备或浮子20以及将以至少一种形式在其中实施和部署的系统。如图所示，示出了包括传感器携带设备或浮子20的系统10的示例性实施方案。在此示例的实践中，传感器携带设备或浮子20配备和/或以其他方式配备有收发器22。通过收发器22，传感器携带设备或浮子20通过无线电信链路12无线通信(即，发送和/或接收消息、信号和/或数据)。如图所示，链路12可操作地将传感器携带设备或浮子20无线连接到卫星14，该卫星14围绕地球或该传感器携带设备或浮子20所在的其他行星的轨道运行。在实践中，卫星14用来在传感器携带设备20和终端用户设备(例如，诸如位于远离传感器携带设备或浮子20的计算机、服务器等)之间中继消息、数据和/或信号，终端用户设备接收源自传感器携带设备或浮子20的数据和/或管理其操作。
[0059]
如图所示，传感器携带设备或浮子20配备和/或以其他方式配备至少一个相机，但在本示例中，配备两(2)个相机24a和24b，例如数码相机，可选择性地捕获传感器携带设备20放置的环境的图像。尽管示出了两(2)个相机，但是根据实施方式，可以使用任何数量的相机(例如，1、2、3、4、...)。应该理解，相机(为了便于说明仅代表性地示出)将适当地定位在浮子上以实现实施方式的目标，例如，以实现在预期的方向上获得合适的视野以捕获所需的成像。适当地，传感器携带设备或浮子20有足够浮力以浮动在水体(例如，诸如海洋、海、湖泊等)的表面上。在实践中，传感器携带设备或浮子20可以作为浮标或在浮标等上实施，有时在本文中被称为浮子。然而，应当理解，当前描述的实施方案最有利地在利用小型、低功率多感知浮子的环境中实施。然而，如果在具有较少功率限制的传统浮标上实施，当前描述的实施方案将仍然具有优势。
[0060]
此外，传感器携带设备或浮子20包括惯性测量单元(imu)30。imu 30测量传感器携带设备或浮子20的姿势或位置的变化。imu 30还可以测量传感器携带设备或浮子20的速度和其他操作特性。此类设备是众所周知的并且操作以测量和输出物体的力、角速率和方向。通常，imu使用加速度计、陀螺仪和/或磁力计来收集数据。此处，可以使用多种配置，但至少在当前描述的实施方案的形式中，imu 30以适当的方式操作以利用适当的传感器来测量和输出例如俯仰、滚动和偏航的数据，以及与传感器携带设备或浮子20相关的其他位置、方向或操作数据。
[0061]
在合适的实施方案中，传感器携带设备或浮子20配备和/或以其他方式配备有中央处理单元(cpu)和/或数据处理器26和数据存储设备28。当然，应当理解，处理器26设置有
合适的非瞬态存储器结构(未示出，除非数据存储28用于此类目的)，诸如其中存储有代码、指令或例程的一个或多个存储器，这些代码、指令或例程可以是由处理器执行以执行功能或触发或使其他组件执行功能。在实践中，数据处理器26控制传感器携带设备或浮子20的操作和/或调节其各种组件的操作。由传感器携带设备或浮子20上承载的传感器(例如，相机和imu传感器)采集、生成和/或产生的测量值和/或数据，包括imu 30生成、产生和/或输出的传感器携带设备或浮子20的姿势和速度的imu数据，以及由例如相机24a和24b作为被其捕获的图像的结果而生成、产生和/或输出的图像数据，被适当地存储和/或维护在数据存储设备28中。
[0062]
另外，数据处理器26适当地对如本文所述的图像数据执行图像和/或其他数据处理。对图像数据执行的此类图像和/或其他数据处理的结果(该结果在本文中有时被称为处理后的图像数据)同样可以由数据存储设备28存储和/或维护在数据存储设备28中。适当地，数据存储设备28还可以存储和/或维护由数据处理器26执行的指令、软件、程序代码和/或类似物等，以实行其功能和/或由此执行的操作。
[0063]
此外，数据处理器26可以以各种不同的方式配置，包括作为包括多个专用处理器元件的系统来执行特定功能或功能组。例如，在一种形式中，提供了一种以上的处理器元件。第一处理器元件26-1不断地跟踪数据，或者使用密集读取技术来跟踪数据，例如，每两(2)到四(4)分钟。在至少一种形式中，此处理器元件26-1以低功率模式操作。跟踪数据的类型可以包括例如大气数据、水数据(例如，盐度)或挥发性有机化合物(voc)传感器数据(与例如水中的浮游生物相关)。第一处理器元件以一种形式还控制和跟踪由imu 30生成的数据。
[0064]
可以提供第二处理器元件26-2，其周期性地(例如，大约每二十(20)分钟)触发或接合(或“唤醒”)。在一种形式中，该第二处理器元件是比第一处理器元件功率更大的元件。第二处理器元件触发相机在适当的时间捕获和处理图像，然后通过卫星或基于云的系统传输所捕获的图像。第二处理器元件还可以访问imu 30，以确定捕获图像的适当时刻，如下文将更详细地阐述。
[0065]
如上文所提及，应当理解，处理器26和/或处理器元件26-1和26-2(以及实施的任何其他处理设备)将以至少一种形式使用各种不同的存储设备(未示出，除非在一些示例中，此类设备可以由存储设备28表示或并入存储设备28中)中的任何一种。例如，此类设备将采用具有存储在其上的代码或指令的非瞬态计算机或机器可读介质的形式，以便由适当的处理器执行以使系统所描述的那样执行或发挥作用。
[0066]
在实践中，经过处理的图像数据经由收发器22从传感器携带设备或浮子20通过链路12无线传输，例如到卫星14，卫星14经过处理的图像数据中继到终端用户设备。适当地，经过处理的图像数据通过与卫星14有效通信的适当电信网络从卫星14中继到终端用户设备。
[0067]
在实践中，由于卫星14的有限资源、链路12上的业务限制和/或其他原因，建立和/或施加显著限制的带宽和/或数据速率以从传感器携带设备或浮子20通过链路12传输包括图像数据的数据。例如，前述带宽和/或数据速率可以被限制为每20分钟不超过约320字节。因此，由传感器携带设备或浮子20(例如，经由数据处理器26)执行的图像和/或其他数据处理生成和/或产生经过处理的图像数据，该经过处理的图像数据被适当地压缩以配合在指
定大小内，例如，在设定限值内和/或确定数目的字节或比特内。如上所述，在至少一个示例中，这可以如例如在2020年2月28日提交的标题为“compressing image regions containing detailed objects and simplified backgrounds under a fixed number of bytes”的第16/805,326号待决美国专利申请中所述的得以完成，并且通过引用将其全部并入本文。以这种方式，经过处理的图像数据可以在分配的带宽内和/或以规定的数据速率通过链路12从传感器携带设备或浮子20(例如，经由收发器22)有效地传输，同时保持来自相机24捕获的相应图像的适当数量的期望信息。
[0068]
如上所述，根据当前描述的实施方案，由imu 30生成的传感器数据用于确定合适的时间来捕获图像，该图像捕获传感器携带设备或浮子20附近感兴趣信息的可能性高。在当前描述的实施方案的至少一种形式中，以下参数列表可用于理解以下描述：
[0069]
p：俯仰
[0070]
r：滚动
[0071]
z：当前估计的浮子高度(在海平面上、高于海平面或低于海平面)
[0072]
z_阈值：平均预测波高浮动的百分比需要高于其以允许捕获
[0073]
z_平均值：c秒内浮子的平均高度。用于接近海平面。
[0074]
z_峰：c秒内浮子的最大高度。用于接近波顶的高度。
[0075]
c：用于采集用于校准的imu数据的时间(秒)
[0076]
p_半径：俯仰半径浮动需在其内以允许捕获
[0077]
r_半径：滚动半径浮动需在其内以允许捕获
[0078]
w：被积分的点数以预测当前高度(z)
[0079]
因此，当传感器携带设备或浮子20请求捕获图像时，执行校准例程。处理器26或在某些形式的第二处理器元件周期性地(例如，每二十(20)分钟)启动校准例程。就这一点而言，在最后w次测量中，将对应于在垂直于海洋表面(z)的方向上的所测得的加速度的加速度计数据进行积分，以预测浮子高度z。然后对所有z值求平均，以估计海平面(z_平均值)。该时间内测得的最大z值用于预测波顶高度。在至少一种形式中，校准例程需要大约十五(15)秒。
[0080]
在该校准例程之后，在至少一种形式中，系统暂停大约10秒。在十(10)秒之后，系统启动例程以选择性地捕获可以稍后传输到例如上文参考的卫星或基于云的网络的图像。
[0081]
在选择性图像捕获的一种方法中，在校准完成后，执行连续循环，主动预测浮子的高度z，同时另外采集如由imu所测量的估计俯仰(p)和滚动(r)。如果满足以下三个标准，则由相机捕获图像：
[0082]
1.z＞z_阈值x z_峰值
[0083]
2.-p_半径＜p＜p_半径
[0084]
3.-r_半径＜r＜r_半径
[0085]
在选择性图像捕获的第二方法中，在一些情况下，当满足上述标准(1-3)时，可能无法立即触发相机。例如，在接收和处理imu数据的时间与相机捕获照片的时间之间可能存在短时间延迟，例如，几秒钟延迟。在这种情况下，例如卡尔曼滤波器的预测性例程或算法可以用于预测波行为，并估计浮子何时将位于波的顶部处并在该时刻触发捕获。应当理解，其他类型的过滤器或模型可以用于此预测和/或估计。例如，可以使用处理帧或窗口之间的
速度的小变化的任何合适的线性预测模型。也可以使用多个帧或窗口的平均值。
[0086]
在选择性图像捕获的第三种方法中，捕获多个图像，将其存储在例如存储器28中，然后被选择用于进一步处理。关于捕获多个图像，在至少一种形式中，可以根据电池寿命和容量捕获五(5)到十(10)个图像。可以使用多种捕获此类图像的技术。例如，在第一种情况下，相机在随机点及时随机地采集图像，并且根本不使用波高预测。作为另一示例，在第二种情况下，相机在预测的波的顶处或波的顶附近捕获若干图像。在这种情况下，如上所述，例如卡尔曼滤波器的预测性例程或算法可以用于预测波行为，并估计浮子何时将位于波的顶部并在该时刻触发捕获。应当理解，其他类型的过滤器或模型可以用于此预测和/或估计。例如，可以使用处理帧或窗口之间的速度的小变化的任何合适的线性预测模型。也可以使用多个帧或窗口的平均值。
[0087]
在两种情况下，imu是同步的以在每次捕获图像时捕获所有相关数据。接下来，使用上述标准(1-3)过滤每个捕获的图像的对应imu数据。满足这些标准的图像被通过以进行进一步处理，而不符合这些标准的图像被删除。在没有图像通过标准的情况下，可以放宽相关阈值或选择最接近满足标准的图像。
[0088]
为了进一步解释，现在参考图3-图5，所有这些都是说明根据当前描述的实施方案的示例方法的流程图。应当理解，本文所述的示例方法和根据当前描述的实施方案的其他方法可以使用结合图1-图2描述的系统和/或其他合适的系统来实施。
[0089]
参考图3，示出了用于具有至少一个相机和惯性测量单元的传感器携带设备或浮子上的图像捕获的方法。如图所示，方法300通过选择性地启动图像捕获例程(在302处)开始。如上所述，图像捕获例程的启动可以以各种方式和各种不同的时间段来实现；然而，在一种形式中，图像捕获例程大约每二十(20)分钟启动一次。接下来，执行校准序列(在304处)。实施校准序列以预测该传感器携带设备或浮子的当前高度、估计海平面以及预测波顶高度。在一种形式中，校准序列将需要大约十五(15)秒来运行。在至少一种形式中，图像捕获例程暂停大约十(10)秒。然后，使用来自惯性测量单元的数据确定(在306处)传感器携带设备或浮子的当前高度。通过惯性测量单元(在308处)测量传感器携带设备或浮子的俯仰和滚动。然后确定是否满足预定标准(在310处)。上文阐述了在至少一种形式中的预定标准。如果不满足预定标准，则例程结束(在312处)，并且系统等待下一次捕获图像的机会。然而，如果满足预定标准，则相机由处理器触发以捕获图像(在314处)。在一种形式中，如上所述，如果基于传感器携带设备或浮子的确定的高度、俯仰和滚动的预定标准得以满足，则由相机捕获图像。然后处理(在316处)捕获的图像并以合适的方式传输(在318处)。应当理解，根据实施方式，可以传输整个图像或图像的一部分。
[0090]
参考图4，示出了用于具有至少一个相机和惯性测量单元的传感器携带设备或浮子上的图像捕获的另一方法。如图所示，方法400通过选择性地启动图像捕获例程(在402处)开始。如上所述，图像捕获例程的启动可以以各种方式和各种不同的时间段来实现；然而，在一种形式中，图像捕获例程大约每二十(20)分钟启动一次。接下来，执行校准序列(在404处)。实施校准序列以预测该传感器携带设备或浮子的当前高度、估计海平面以及预测波顶高度。在一种形式中，校准序列将需要大约十五(15)秒来运行。在至少一种形式中，图像捕获例程暂停大约十(10)秒。接下来，确定关于传感器携带设备或浮子何时将处于波的顶部处的估计(在406处)。在至少一种形式中，该估计基于校准序列和预测性例程的输出。
预测性例程可以变化，然而，一个示例性实施方式使用卡尔曼滤波器来预测波的行为。接下来，基于该估计由相机捕获图像(在408处)。然后确定是否满足任何标准(在410处)。如果不是，则重复估计和捕获。如果满足图像的标准，则处理图像(在412处)。然后传输捕获的图像(在414处)。同样，可以根据植入来传输整个图像或部分图像或图像的部分。
[0091]
参考图5，示出了用于具有至少一个相机和惯性测量单元的传感器携带设备或浮子上的图像捕获的另一方法。如图所示，方法500通过选择性地启动图像捕获例程(在502处)开始。如上所述，图像捕获例程的启动可以以各种方式和各种不同的时间段来实现；然而，在一种形式中，图像捕获例程大约每二十(20)分钟启动一次。接下来，执行校准序列(在504处)。实施校准序列以预测该传感器携带设备或浮子的当前高度、估计海平面以及预测波顶高度。在一种形式中，校准序列将需要大约十五(15)秒来运行。在至少一种形式中，图像捕获例程暂停大约十(10)秒。接下来，捕获多个图像(在506处)。如上所述，这些图像可以随机地或在预测的基础上被捕获。然后，将来自惯性测量单元的数据与多个图像同步(在508处)。然后使用预定标准来针对每个所捕获的图像使用预定标准来过滤来自惯性测量单元的数据。基于此过滤，基于来自惯性测量单元的数据确定哪些捕获的图像满足预定标准(在512处)。如果没有任何图像满足标准，则(如果可能的话)捕获更多图像。然而，如果至少一个图像满足标准，则选择满足预定标准的捕获图像(在514处)。图像的选择可以基于各种因素，包括图像质量或标准，诸如最小滚动和俯仰和/或最大高度(z)。然后适当地传输所选图像(在516处)。同样，可以传输整个图像或部分图像或图像的部分。而且，可以在方法500中的多个点中的任一个中完成适当的图像处理。
[0092]
已经关于特定实施方案描述了上述方法、系统、平台、模块、过程、算法和/或装置。然而，应当理解，还考虑了修改和/或变更。例如，在某些实施方式中，可以修改、消除或延迟传输的功能。
[0093]
为了清楚和简单起见，本说明书涉及结构和/或功能元件、相关标准、算法和/或协议，以及本领域通常已知的其他组件、方法和/或过程，而不会进一步详细解释其配置或操作，除非它们已经根据和/或适应本文呈现的优选和/或其他实施方案而进行修改或改变。此外，通过示例并参考附图详细描述了本说明书中公开的装置和方法。除非另有说明，否则附图中的相同数字表示对相同、相似或对应元件在所有附图中的引用。应当理解，可以对公开和描述的示例、布置、配置、组件、元件、装置、方法、材料等进行修改，并且可以期望用于特定应用。在本公开中，特定材料、技术、布置等的任何标识与所呈现的特定示例相关，或者仅是此类材料、技术、布置等的一般描述。特定细节或示例的标识并非意在，除非特别指定，否则不应被解释为强制性或限制性的。下文参考附图详细描述了装置和方法的所选示例。
[0094]
应当理解，结合本文呈现的特定示例性实施方案，某些结构和/或功能特征被描述为结合在限定的元件和/或组件中。然而，可以设想，为了相同或类似的利益，这些特征也可以同样地在适当的情况下并入其他元件和/或组件中。还应当理解，示例性实施方案的不同方面可以酌情选择性地采用以实现适合于期望应用的其他替代实施方案，其他替代实施方案由此实现并入其中的方面的相应优点。
[0095]
还应当理解，本文所述的任何一个或多个特定任务、步骤、过程、方法、功能、元件和/或组件可以适当地通过硬件、软件、固件或其组合来实施。具体地，各种模块、组件和/或元件可以由处理器、电路、计算机和/或其他电子数据处理设备体现，这些电子数据处理设
备被配置和/或以其他方式提供以执行本文所述的任务、步骤、过程、方法和/或功能中的一者或多者。例如，体现特定元件的处理器、计算机或其他电子数据处理设备可以被提供、供应和/或编程有合适的代码(例如，诸如源代码、解释代码、目标代码、直接可执行代码等等)或其他类似指令或软件或固件列表，使得当由计算机或其他电子数据处理设备运行和/或执行时，本文所述的任务、步骤、过程、方法和/或功能中的一者或多者可以完成或以其他方式执行。适当地，代码或其他类似指令或软件或固件的列表被实施为和/或记录、存储、包含或包括在和/或非瞬态计算机和/或机器可读存储介质上，以便可由计算机或它电子数据处理设备提供和/或执行。例如，合适的存储介质可以包括但不限于：软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其他磁性存储介质、cd-rom、dvd、光盘或任何其他光学介质、ram、rom、prom、eprom、flash-eprom或其他存储器或芯片或盒带，或计算机、机器或电子数据处理设备可以读取和使用的任何其他有形介质。本质上，如本文所用，非瞬态计算机可读和/或机器可读介质包括除瞬态传播信号之外的所有计算机可读和/或机器可读介质。
[0096]
可选地，本文所述的任何一个或多个特定任务、步骤、过程、方法、功能、元件和/或组件可以在一个或多个通用计算机、专用计算机、编程微处理器或微控制器和外围集成电路元件、asic或其他集成电路、数字信号处理器、硬接线电子或逻辑电路(诸如分立元件电路)、可编程逻辑设备(诸如pld、pla、fpga、图形卡cpu(gpu)或pal等)上实施和/或体现。通常，可以使用能够实施有限状态机的任何设备，该有限状态机能够实施本文所述的相应任务、步骤、过程、方法和/或功能。
[0097]
另外，应当理解，本文中所述的合并在一起的某些元件在适当情况下可以是独立元件或以其他方式划分。类似地，被描述为由一个特定元件执行的多个特定功能可以由独立地实行单个功能的多个不同元件执行，或者某些单个功能可以被分割并由协同工作的多个不同元件执行。或者，本文中以其他方式描述和/或显示为彼此不同的一些元件或组件可以在适当的情况下进行物理或功能组合。
[0098]
简而言之，已经参考示例性实施方案阐述了本说明书。显然，在阅读和理解本说明书后，会有其他修改和变更。旨在将所有此类修改和变更都包括在本文中，只要它们在所附权利要求或其等效物的范围内。应当理解的是，以上公开的和其他的特征和功能的变型或其另选方案可以被组合到许多其他不同的系统或应用中。本领域的技术人员随后可以做出各种目前未预见或未预料到的替换、修改、变化或改进，这些也旨在被所附权利要求书涵盖。