[發明專利]一種利用激光導航的水上無人設備

有效

• 申請號: 201810626312.1
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108945321B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 鍾頴光
• 申請（專利權）人: 寧波靖海智航科技有限公司
• 主分類號: B63B35/00
• 分類號: B63B35/00;B63C9/02
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發明的水上無人設備通過對攝像頭獲取的圖像進行處理，排除了導引激光在水下的折射干擾或其他激光源的干擾，并通過導引激光器投射的光斑或圖案識別導引指令，能夠對無人設備傳送復雜指令，大大提高了水上無人設備的導航精度和靈活度。

技術領域

本發明涉及到水上救援技術領域，特別涉及一種利用激光導航的水上無人設備。

背景技術

目前在水上救援技術領域，通常會面對面積巨大的搜救區域，可能會遇見無法預見的惡劣環境和險情，在這種情況下，無人水上救援機器人可以替代人類實施搜救的工作，增加搜救的效率以及救援成功的可能性。現有技術中已經出現一些水上救援機器人，例如中國專利CN106240766A公開了一種水上救援機器人，裝備有螺旋槳和攝像機，能夠快速達到落水者前進行施救。

目前海上的無人船一般都是用遙控的方式，或者用人力去控制，由于GPS定位有誤差，要達到某一準確位置時只能先用GPS引導到附近區域，再由人力遙控的方式進行更精確的控制，但是這些方式對于要控制船只到達一個目標點通常都要考驗一個人的操作，有一定經驗的人才能去控制好船的走向。另外，目前市面上有一些帶有動力的浮板，用于海上救援，其控制方式大多也用遙控的方式。但是，如果發現海上有落水者，將浮板遙控到落水者身邊并不是一件簡單的事，因為風大浪大的原因，整個過程會很考驗操作能力。

在陸地上，激光投射在地面上會形成較為穩定的光斑，而在海上，激光投射在水上會因為激光在水下的折射形成折射光線，該折射光線在獲取的圖像中會對光斑位置的判讀形成很大干擾。同時，由于波浪的運動，激光投射在水上的光斑是動態而不穩定的，其形狀、亮度時刻在改變，再加上可能有其他干擾光源產生的光斑，普通的激光導引設備難以在海上獲得令人滿意的導引效果。同時，單純依靠激光進行導引難以實現復雜指令或組合指令的傳達。

發明內容

本發明提出一種水上無人設備，包括：控制單元，所述控制單元用于對整個水上無人設備進行控制；供電單元，所述供電單元用于向水上無人設備其他單元提供電能；動力單元，所述驅動電機從所述供電單元獲取電能，驅動螺旋槳前進；充氣防撞單元，所述充氣防撞單元布置在所述水上無人設備的外側面，用于提高所述水上無人設備的浮力，并且以可以緩沖碰撞產生的沖擊力；載重單元，所述載重單元用于存放或固定物資；定位單元，所述定位單元用于確定當前的坐標位置，并將該坐標位置發送給控制單元或通信單元；通信單元，所述通信單元與所述控制單元連接，將接收到的信號或數據傳輸給控制單元，并可以對外發送信號或數據。

所述水上無人設備包括圖像采集單元，所述圖像采集單元用于采集水上無人設備前方海面的圖像，并將所述圖像發送給圖像處理單元。

具體地，所述圖像采集單元包括攝像頭和云臺，所述攝像頭設置在所述云臺上。優選地，所述云臺為自平衡云臺，所述云臺使得所述攝像頭的視角朝向前方偏下，這樣使得所述攝像頭能夠獲取所述水上無人設備前方海面上的圖像。

所述水上無人設備包括圖像處理單元，用于處理所述圖像采集單元發送的圖像，并識別圖像中的導引激光在水面上產生的光斑或圖案，再通過所述光斑或圖案識別導引指令。所述導引激光可以是點激光、線激光、點陣激光或者激光圖案。發射導引激光的激光器安裝在指揮船或者飛機上。所述導引激光的顏色為紅色、桔色、亮黃色等。

所述圖像處理單元包括圖像預處理子單元和激光點識別子單元。所述圖像預處理子單元用于識別所述導引點激光在水面上的光斑，具體地，所述圖像預處理子單元保留導引激光在水面形成的光斑或圖案，濾除導引激光在水下產生的折射光線。

所述激光識別子單元根據所述圖像預處理子單元處理后的圖像判斷所述圖像中水面上的光斑是否為導引激光形成的光斑，并排除非導引激光的干擾。所述導引激光器將經過編碼的激光投射到所述水上無人設備前方的海面上，所述激光識別子單元通過攝像頭獲取的圖像識別所述經過編碼的導引激光，并濾除干擾激光光源形成的光斑后形成處理過后的圖像。