[發(fā)明專利]一種全覆蓋水下搜救裝置及其搜救方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310443669.3
• 申請(qǐng)日: 2013-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN103454697A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱大奇;孫兵;鄧志剛;白樺;曹翔;顧誠(chéng)誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V11/00
• 分類號(hào): G01V11/00;G08C23/06;H04N7/22
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳

1.一種全覆蓋水下搜救裝置，其特征在于，包含：嵌入式控制器（1）、傳感器系統(tǒng)（2）、上光端機(jī)（3）、下光端機(jī)（4）、水面監(jiān)控系統(tǒng)（5）、手操器（6）及水下機(jī)器人本體（7）；

所述的嵌入式控制器（1）及傳感器系統(tǒng)（2）安裝在水下機(jī)器人本體（7）上；

所述的嵌入式控制器（1）的輸入端與傳感器系統(tǒng)（2）的輸出端連接，其輸出端與下光端機(jī)（4）的輸入端連接；

所述的上光端機(jī)（3）的輸入端與下光端機(jī)（4）的輸出端連接，其輸出端與水面監(jiān)控系統(tǒng)（5）的輸入端連接；

所述的手操器（6）的輸出端與水面監(jiān)控系統(tǒng)（5）的輸入端連接。

2.如權(quán)利要求1所述的全覆蓋水下搜救裝置，其特征在于，所述的嵌入式控制器（1）包含信號(hào)放大濾波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、多路開關(guān)模塊、串行通信接口及微處理器；

所述的多路開關(guān)模塊的輸出端與信號(hào)放大濾波模塊的輸入端連接；

所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端與信號(hào)放大濾波模塊的輸出端連接；

所述的微處理器的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端并聯(lián)，且與串行通信接口連接。

3.如權(quán)利要求2所述的全覆蓋水下搜救裝置，其特征在于，所述的傳感器系統(tǒng)（2）包含分別與多路開關(guān)模塊輸入端連接的深度傳感器（21）、速度傳感器（22）、姿態(tài)傳感器（23）、聲納傳感器（24）、光學(xué)成像傳感器（25）、電池監(jiān)控傳感器（26）、推進(jìn)監(jiān)控傳感器（27）。

4.如權(quán)利要求1所述的全覆蓋水下搜救裝置，其特征在于，所述的水面監(jiān)控系統(tǒng)（5）包含控制面板（51）、顯示模塊（52）、主處理器模塊（53）、供電電源（54）、通信模塊（55）、圖像處理模塊（56）、水下高清攝像顯示模塊（57）及水下定位模塊（58）；

所述的通信模塊（55）、圖像處理模塊（56）、水下高清攝像顯示模塊（57）及水下定位模塊（58）分別與主處理器模塊（53）連接；

所述的主處理器模塊（53）通過通信模塊（56）與控制面板（51）連接；

所述的控制面板（51）與顯示模塊（52）連接；

所述的含控制面板（51）、顯示模塊（52）、主處理器模塊（53）及通信模塊（55）分別與供電電源（54）連接。

5.一種用于上述全覆蓋水下搜救裝置的搜救方法，其特征在于，至少包含以下步驟：

步驟1、聲納傳感器（24）測(cè)量搜救裝置的前視環(huán)境，形成圖像數(shù)據(jù)；

步驟2、圖像處理模塊（56）利用圖像數(shù)據(jù)構(gòu)建水下地圖；

步驟3、圖像處理模塊（56）將構(gòu)建的水下地圖進(jìn)行柵格化處理，并對(duì)所有柵格進(jìn)行標(biāo)記；

步驟4、搜救裝置對(duì)水下地圖的所有區(qū)域進(jìn)行覆蓋式搜索。

6.如權(quán)利要求5所述的搜救方法，其特征在于，所述的步驟3中的柵格標(biāo)記還包含以下步驟：

步驟3.1、搜救裝置利用生物啟發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)水下地圖進(jìn)行搜索，將未搜索的區(qū)域標(biāo)記為E；

步驟3.2、搜救裝置將搜索過得區(qū)域標(biāo)記為0，若發(fā)現(xiàn)目標(biāo)物則標(biāo)記為-E，同時(shí)對(duì)水下地圖進(jìn)行更新。

7.如權(quán)利要求5所述的搜救方法，其特征在于，所述的步驟4還包含以下步驟：

步驟4.1、搜救裝置通過深度傳感器（21）獲得所處深度信息；

步驟4.2、搜救裝置通過速度傳感器（22）獲得速度信息；

步驟4.3、搜救裝置通過姿態(tài)傳感器（23）獲得姿態(tài)信息；

步驟4.4、搜救裝置通過水下定位模塊（58）進(jìn)行定位；

步驟4.5、搜救裝置通過獲得的深度信息、速度信息及姿態(tài)信息，采用自治模式，利用生物啟發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，遍歷水域所有位置；

步驟4.6、搜救裝置將聲吶圖像及視頻圖像傳輸至水下高清攝像顯示模塊（57）；

步驟4.7、若搜救裝置發(fā)現(xiàn)可疑目標(biāo)，則采用手操作業(yè)模式，利用光學(xué)成像傳感器（25）辨別可疑物。