[發明專利]一種用于水下目標識別的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010878727.5
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112050790A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 邵靜;張洪星;侯云飛
• 申請（專利權）人: 舟山遨拓海洋工程技術有限公司
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01B11/02;G01B11/06;G01B11/28;G01S17/48
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 周瓊

本發明公開了一種用于水下目標識別的裝置及方法，該裝置安裝在水下機器人上，該裝置包含電子艙和弓形支架；電子艙包含中空的圓柱形罐狀艙體，艙體前端的端面上設有安裝口并安裝深度相機的鏡頭；弓形支架包含一個水平設置的橫梁，以及在橫梁兩側分別垂直向下設置的兩個相同的側板，橫梁的長度與電子艙的端面直徑相適配，兩個側板分別卡置在電子艙的圓柱形側壁的外部兩側并與電子艙固定；弓形支架上在橫梁頂部以及個側板的底部分別安裝一個水下激光器。本發明還提供了使用該裝置進行水下目標識別的方法。本發明可以增強水下機器人對水下目標的識別和跟蹤，為水下機器人作業提供更多感知信息，增強了避障能力，提高了安全作業的效率。

技術領域

本發明涉及一種水下目標識別裝置及方法，具體地，涉及一種用于水下目標識別的裝置及方法。

背景技術

水下機器人，或叫遙控無人潛水器(Remote Operational Vehicle，簡稱ROV)，是一種利用自身搭載的儀器設備在水下進行人為操縱作業的潛水設備。ROV是目前世界上使用最為廣泛的潛水器，在海洋工程、水利和軍事等領域發揮著重要的作用。

水下機器人進行水下作業時需要對目標進行識別，目前水下機器人的目標識別主要是依靠水下高清攝像頭，然而對于水下能見度低的作業環境，常規的攝像頭需要抵近/貼近觀察，且大部分情況無法獲取清晰的目標物位置和尺寸等信息。聲吶識別也因為水下存在多種信號源及其自身限制而在水下目標識別中應用難度較大。

與此同時，隨著機器視覺、自動駕駛等顛覆性的技術逐步發展，采用3D相機進行物體識別、行為識別、場景建模的相關應用越來越多，可以說深度相機就是終端和機器人的眼睛，那么什么是深度相機呢？深度相機又稱之為3D相機，顧名思義，就是通過該相機能檢測出拍攝空間的景深距離，這也是與普通攝像頭最大的區別。但是深度相機目前主要應用于陸上的機器人、工業、游戲、安防中，沒有水下應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種水下目標識別裝置及方法，利用深度相機原理和激光器，通過釋放三維激光實現三維物體的測量和錄像或拍照，并可做到不受水下光照/能見度影響，提高目標識別效率。

為了達到上述目的，本發明提供了一種用于水下目標識別的裝置，安裝在水下機器人上，其中，所述的裝置包含電子艙和弓形支架；所述的電子艙包含一個中空的圓柱形罐狀艙體，艙體的前端和后端分別設有密閉的圓形端面，艙體前端的端面上設有安裝口并安裝深度相機的鏡頭；所述的弓形支架包含一個水平設置的橫梁，以及在橫梁兩側分別垂直向下設置的兩個相同的側板，橫梁的長度與電子艙的端面直徑相適配，兩個側板分別卡置在電子艙的圓柱形側壁的外部兩側并與電子艙固定；所述的弓形支架上在橫梁頂部以及兩個側板的底部分別設有一個支座，每個支座分別安裝固定一個水下激光器。

上述的用于水下目標識別的裝置，其中，所述的弓形支架，其橫梁和側板均為長條狀的矩形平板，橫梁的長度方向與電子艙的長度方向垂直。

上述的用于水下目標識別的裝置，其中，所述的弓形支架，其橫梁設置在電子艙圓柱形艙壁的頂點上方，側板的長度大于電子艙圓形端面的半徑，側板的矩形平面與電子艙的圓柱形艙壁相切。

上述的用于水下目標識別的裝置，其中，所述的弓形支架，在其每個側板的底部分別設有一個安裝架，安裝架是由一塊安裝板和一塊連接板組成的折板結構，安裝板和連接板均為矩形平板，安裝板的矩形平面與電子艙前端的端面平行，安裝板一側的短邊靠近電子艙并與連接板的一條長邊連接，連接板的另一條長邊與弓形支架的側板的底部連接。

上述的用于水下目標識別的裝置，其中，所述的弓形支架，其橫梁頂部的中間位置安裝一個水下激光器，所述的安裝板的中間位置也各安裝一個水下激光器，三個水下激光器到電子艙圓柱形艙體圓心的距離相等，水下激光器的激光發射方向均朝向電子艙的前方。

上述的用于水下目標識別的裝置，其中，所述的弓形支架，其設置的位置靠近電子艙的前端，弓形支架到電子艙前端的端面的距離小于電子艙圓柱形艙體長度的一半。