[發明專利]全海深水下機器人視聽探測系統及探測方法

在審

• 申請號: 201910312013.5
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110031849A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 盛明偉;李俊;李岳明;秦洪德;李曄;曹建;劉奕暉;唐松奇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S15/88
• 分類號: G01S15/88;B63C11/52;H04N7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種全海深水下機器人視聽探測系統，包括浮標和安裝在水下機器人上的水聲通訊聲吶、全海深照明燈、全海深攝像機、麥克風、高度計、視聽數據采集模塊、圖像壓縮處理模塊和主控制模塊，其特征是：視聽數據采集模塊、圖像壓縮處理模塊和主控制模塊安裝在全海深玻璃球耐壓艙內，全海深玻璃球耐壓艙上開有安裝孔，安裝孔上安裝水密接插件，水聲通信聲吶、全海深照明燈、全海深攝像機以及麥克風通過水密線纜連接在全海深玻璃球耐壓艙上的水密接插件上，全海深攝像機和麥克風將視頻圖像信號和聲信號通過水密線纜回傳到視聽數據采集模塊上，圖像壓縮處理模塊與主控制模塊之間采用TCP/IP全雙工通信模式，主控制模塊與水聲通信聲吶之間采用串口通訊模式，水聲通信聲吶與浮標之間半雙工水聲通訊，浮標與母船上的水面控制平臺之間通過采用無線電通訊模式。

2.根據權利要求1所述的全海深水下機器人視聽探測系統，其特征是：所述的全海深玻璃球耐壓艙由上下兩部分半球組成，視聽數據采集模塊、圖像壓縮處理模塊、主控制模塊安裝在全海深玻璃球耐壓艙下部球殼內，全海深玻璃球耐壓艙內部抽成真空。

3.根據權利要求1所述的全海深水下機器人視聽探測系統，其特征是：所述的麥克風裝載在耐壓殼體內部。

4.根據權利要求1所述的全海深水下機器人視聽探測系統，其特征是：高度計用于判定全海深水下機器人視聽探測系統的開啟工作條件。

5.根據權利要求1所述的全海深水下機器人視聽探測系統，其特征是：圖像壓縮處理模塊由圖像采集卡、嵌入式CPU模塊和硬盤組成。

6.一種全海深水下機器人視聽探測方法，其特征是：

步驟(1)：母船通過無線電將信號發給浮標；

步驟(2)：浮標將采集圖片指令通過水聲通信發給全海深水下機器人視聽探測系統的水聲通信聲吶上；

步驟(3)：全海深水下機器人視聽探測系統的水聲通信聲吶接收到采集圖像的指令后，采用串口通訊模式將指令信號發送給主控制模塊，主控制模塊通過TCP/IP全雙工通信模式將采集圖像指令發送給圖像壓縮處理模塊；

步驟(4)：圖像壓縮處理模塊將全海深攝像機拍攝到的海底圖像利用改進的小波變換方法進行壓縮，并將壓縮后的圖像通過TCP/IP協議發給主控制模塊；

步驟(5)：主控制模塊通過水聲通信聲吶將采用串口通訊模式將壓縮圖像發送給浮標；

步驟(6)：浮標通過無線電將壓縮圖像傳輸給母船，所述壓縮圖像用于判斷全海深水下機器人作業區域，以此判斷是否繼續下達采集圖像的指令。

7.根據權利要求6所述的全海深水下機器人視聽探測方法，其特征是：全海深水下機器人視聽探測系統的開啟工作條件由水下機器人所攜帶的高度計判定，當高度計測得數據距離海底高度小于50m時，主控制模塊發送指令給兩個全海深攝像機、兩個全海深照明燈以及麥克風供電，開始采集海底視頻、圖像和聲音數據。

8.根據權利要求6所述的全海深水下機器人視聽探測方法，其特征是：在探測過程中，全海深水下機器人利用主控制模塊，使全海深水下機器人保持恒定距底高度，實現距底定高聲光信息采集。

9.根據權利要求6所述的全海深水下機器人視聽探測方法，其特征是：視聽數據采集模塊由視聽采集卡、嵌入式CPU模塊和硬盤組成，全海深攝像機和麥克風在海底處錄像和錄音，將錄下的視頻數據和音頻數據存儲在視聽數據采集模塊的硬盤中，待全海深水下機器人上岸回收后導出視頻和音頻數據。

10.根據權利要求6所述的全海深水下機器人視聽探測方法，其特征是：將圖像預先平滑化處理與基于Daubechies-4雙正交小波提升壓縮編碼相結合，將圖像分為低頻子帶圖像和高頻子帶圖像，將低頻子帶圖像作為圖像壓縮結果通過TCP/IP全雙工通信模式輸出給主控制模塊。