[發明專利]一種基于Kinect的水下地形3D成像監測裝置及其監測方法

有效

• 申請號: 202210407331.1
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114516393B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 張舒翔;蔣先剛;鎮英明;劉旭洋;趙爽;唐可文;魯嬌仁;趙偉豪
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63H25/44;G01C13/00
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 蔡浩

本發明公開了一種基于Kinect的水下地形3D成像監測裝置及其監測方法，涉及水下不規則的表面或輪廓的計量技術領域，其裝置包括Kinect組件以及用于容納Kinect組件的殼體，所述殼體的整體呈圓柱狀，其由迎水端面板、背水端面板，以及外周面板合圍形成，所述迎水端面板沿圓周方向均勻開設有進水孔，且進水孔的內部安裝有濾網。本發明在突遇障礙物或者在檢測時需要突然對某個地形進行詳細檢測時，第一驅動部件停止后，第二驅動部件能推動阻力板朝向外周面板一側移動，以使的阻力板伸出外周面板，增大水阻，避免因殘留推力而繼續移動的時間過長，不能及時停止下來，容易使殼體發生漂移發生碰撞。

技術領域

本發明涉及水下不規則的表面或輪廓的計量技術領域，具體為一種基于Kinect的水下地形3D成像監測裝置及其監測方法。

背景技術

隨著水底工程的不斷發展，對于水底地層的測量，要求就越來越迫切，準確地測量水底地層，可以大大減少工程鉆的數量，加速工程的進展。現有技術中對海洋地質監測方式主要分為光學成像監測和聲學成像監測。(1)光學成像監測：首先利用光學成像設備獲取二維圖像和時間數據；再根據二維圖像及時間數據，生成首位圖像、次位圖像和末位圖像；最后將首位圖像、次位圖像和末位圖像進行拼接，得到拼接圖像并根據拼接圖像，生成三維圖像。(2)聲學成像監測：首先聲吶頭發射波束，波束經過障礙物反射，聲吶頭接收聲音信號，將其轉化為電信號；接著將這一電信號傳輸至水下光端機，光端機把電信號轉化為光信號，光信號通過光纜傳輸至水上光端機，水上光端機把光信號轉化為電信號傳輸至聲納控制單元；最后聲納控制單元利用聲吶的操作軟件，把聲吶頭掃描到的信息以圖像的形式顯示在顯示屏上。

光學成像在水濃度高的水域監測效果差、成本高。具有高分辨率的光學成像設備在可見度差、含泥沙量大的內河、近海等水域作業時，會因水體對光的吸收、反射作用從而無法取得很好的探測效果。同時，現有的三維激光掃描價格高昂，致使監測繪成本高昂，聲學成像監測效果受水體影響較大，靈活度低。雖能適用于上述水域，但其成像分辨率遠低于光學成像，仍無法得到很好的探測結果。

同時現有的水下地形監測裝置，在工作人員在操作使用過程中，由于水下水流情況復雜多變，突遇障礙物或者在檢測時需要突然對某個地形進行詳細檢測時，在推進器停止后，殼體會因殘留推力而繼續移動的時間過長，不能及時停止下來，容易使殼體發生漂移碰撞，造成推進器損壞，從而影響水下探測工作的進行。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種基于Kinect的水下地形3D成像監測裝置及其監測方法，以解決上述背景技術中提出突遇障礙物或者在檢測時需要突然對某個地形進行詳細檢測時，在推進器停止后，殼體會因殘留推力而繼續移動的時間過長，不能及時停止下來，容易使殼體發生漂移碰撞，造成推進器損壞和目前水下地形3D成像監測裝置受水的渾濁與可見度影響的問題、高分辨率的3D成像監測成本高昂的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供的一種基于Kinect的水下地形3D成像監測裝置，包括Kinect組件以及用于容納Kinect組件的殼體，所述殼體的整體呈圓柱狀，其由迎水端面板、背水端面板，以及外周面板合圍形成，所述迎水端面板沿圓周方向均勻開設有進水孔，且進水孔的內部安裝有濾網；

所述殼體的內部靠近迎水端面板的一端安裝有隔板，所述隔板以使所述殼體的內部形成有集水腔和元件安裝腔；

所述殼體的內部設置有推進機構，該推進機構包括：

動力組件，其包括同軸裝配在所述殼體內部的推進筒，以及沿圓周方向均勻傾斜設置在推進筒內壁上的攪拌葉，所述推進筒具有延伸至集水腔內部的進水端，以及具有貫穿背水端面板的出水端，且所述推進筒的兩端分別與所述隔板、背水端面板密封轉動連接；動力組件還包括用于驅動所述推進筒轉動的第一驅動部件；