[發明專利]一種AI光電測波裝置及方法

在審

• 申請號: 202110996205.X
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113701723A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 蔡翔
• 申請（專利權）人: 深圳市超海智能裝備有限公司
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G06N20/00
• 代理公司: 深圳市蘭鋒盛世知識產權代理有限公司 44504
• 代理人: 羅炳鋒

本發明公開了一種AI光電測波裝置及方法，裝置包括：圖像獲取模塊，用于對海面固定區域遠距離成像，并實時連續采集視頻與圖像信號；照明模塊，用于在光線不足時提供照明功能、自動補充光源；通信模塊，用于將對視頻或圖像數據的處理結果數據上傳到云服務器；控制模塊，用于通過對各個模塊的控制并來實現控制模塊對海面的實時AI光電測波；方法包括：獲取海浪實時圖像信息；采用相位疊加提取算法及三維掃描成像算法，獲取有效波浪高低信息；通過篩選、濾波，獲得波浪高度真值。實施本發明，通過結合AI并深度學習，能夠實時提供海浪信息，不斷提高準確率，具備全天候定時、定點觀測能力，有力改變了現有技術成本高、要素少、環境適應性不強的局面。

技術領域

本發明涉及海洋儀器技術領域，特別涉及一種AI光電測波裝置及方法。

背景技術

目前海面、江面、湖面的波浪觀測一般采用X波段雷達、地波雷達、聲波雷達、加速度傳感器或者人工瞭望方式觀測，其技術缺陷明顯。X波段雷達、地波雷達、聲波雷達的造價成本太高，維護難度大，安裝時需要較大的場地和電力配套設施；加速度傳感器需要安裝在浮標或者船只上，實際感知海浪的翻滾通過重力加速度的變化實施解算和測量，同樣導致造價成本太高，維護難度大；人工瞭望方式則會花費很大的人力，且監測頻度和尺度極低，對天氣的要求非常高，以上的幾種觀測方式都無法克服天氣的干擾與威脅，且無法提供實時的海況視頻或者圖像，滿足不了我國對海洋的高頻度高密度的精確監測和傳感的要求。

發明內容

針對現有的海面、江面、湖面的波浪觀測方式無法客服天氣的干擾和威脅，且無法提供實時的海況視頻或者圖像，無法滿足我國對海洋的高頻度高密度監測和傳感要求的問題，提出一種AI光電測波裝置及方法，通過深度學習結合人工智能，能夠實時提供波浪的浪向、浪高、浪周期的數值和視頻圖像等要素，不斷自優化和提高準確率，具備全天候自動化定時、定點觀測能力，實時自動化上傳數據和圖片，遠程收發控制指令，實現智能化監測，有力改變了傳統的監測波浪技術導致成本高、要素少、環境適應性不強的局面。

一種AI光電測波裝置，包括圖像獲取模塊、照明模塊、通信模塊及控制模塊，所述圖像獲取模塊、照明模塊與控制模塊連接：

圖像獲取模塊，用于對海面固定區域遠距離成像，并實時連續采集視頻與圖像信號；

照明模塊，用于在光線不足時提供照明功能、自動補充光源；

通信模塊，用于將對所述視頻或圖像數據的處理結果數據上傳到云服務器；

控制模塊，用于通過對各個模塊的控制并來實現所述控制模塊對海面的實時AI光電測波。

結合本發明所述的AI光電測波裝置，第一種可能的實施方式中，所述控制模塊對海面的實時AI光電測波包括：

處理海面圖像數據、自身系統狀態檢測及數據傳輸。

結合本發明所述的第一種可能的實施方式，第二種可能的實施方式中，所述處理海面圖像數據、自身系統狀態檢測及數據傳輸包括：

所述控制模塊根據相位疊加算法及三維立體掃描算法獲取波浪信息數據。

結合本發明所述的第一種可能的實施方式，第三種可能的實施方式中，所述波浪信息數據包括：

多個不斷推進的波浪的相位；

波浪主波相對所述圖像獲取模塊的夾角β₁；

通過將所述相位疊加獲得所述波浪的波峰和波谷數據；

根據所述波峰和波谷數據進行三維成像生成的三維模型。

結合本發明所述的第三種可能的實施方式，第四種可能的實施方式中，所述波浪信息數據還包括：