便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，都是通過下派潛水員到水面下，通過肉眼人工檢測水下設(shè)備的破損程度，這種方式存在以下弊端:1、缺少相應(yīng)的水下設(shè)備定位機制；2、人工檢測方式不準(zhǔn)確；3、檢測標(biāo)準(zhǔn)不一致，提供的數(shù)據(jù)無參考價值。
[0003]為此，本發(fā)明提出了一種水下機器人水下設(shè)備破損檢測平臺，能夠為潛水員提供水下設(shè)備缺陷識別的電子輔助裝置，在潛水員行進(jìn)過程中，自動識別水下設(shè)備缺陷位置，并能夠給出破損等級，從而減少潛水員的操作，保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)，通過在潛水員的頭頂固定平臺上集成自動化水下設(shè)備檢測裝置，引用包括邊緣檢測的目標(biāo)識別方式，以及引用高精度的水下定位設(shè)備，從而提高整個識別系統(tǒng)的自動化水平。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)，所述識別系統(tǒng)包括頭頂固定平臺、圖像識別設(shè)備和岸基處理設(shè)備，所述頭頂固定平臺設(shè)置在所述潛水員的頭頂位置，所述圖像識別設(shè)備位于所述頭頂固定平臺上，用于檢測水下設(shè)備是否存在缺陷，所述岸基處理設(shè)備與所述圖像識別設(shè)備連接，以接收所述圖像識別設(shè)備的識別結(jié)果。
[0006]更具體地，在所述便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)中，還包括:水上浮標(biāo)，設(shè)置在所述潛水員的上方水面上；供電設(shè)備，設(shè)置在所述水上浮標(biāo)上，包括防水密封罩、太陽能供電器件、蓄電池、切換開關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述防水密封罩用于容納所述太陽能供電器件、所述蓄電池、所述切換開關(guān)和所述電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開關(guān)與所述太陽能供電器件和所述蓄電池分別連接，根據(jù)蓄電池的剩余電量決定是否切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開關(guān)連接，以將通過切換開關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓；格洛納斯定位設(shè)備，設(shè)置在所述水上浮標(biāo)上，由所述供電設(shè)備提供電力供應(yīng)，用于接收格洛納斯衛(wèi)星發(fā)送的格洛納斯定位數(shù)據(jù)；聲納探測設(shè)備，設(shè)置在所述水上浮標(biāo)上，由所述供電設(shè)備提供電力供應(yīng)，用于探測所述潛水員到所述水上浮標(biāo)的相對距離，并作為第一相對距離輸出；超聲波測距設(shè)備，設(shè)置在所述頭頂固定平臺上，用于測量所述潛水員距離前方人體的距離，并作為第二相對距離輸出；靜態(tài)存儲設(shè)備，設(shè)置在所述頭頂固定平臺上，預(yù)先存儲了破損等級對照表，所述破損等級對照表保存了每一個破損等級所對應(yīng)的破損區(qū)域所處曲線的周長、面積和形狀參數(shù)；水下攝像設(shè)備，設(shè)置在所述頭頂固定平臺上，包括半球形防水透明罩、輔助照明子設(shè)備和CMOS攝像頭，所述半球形防水透明罩用于容納所述輔助照明子設(shè)備和所述CMOS攝像頭，所述輔助照明子設(shè)備為所述CMOS攝像頭的水下拍攝提供輔助照明，所述CMOS攝像頭對前方水下設(shè)備拍攝以獲得包含前方水下設(shè)備的水下圖像；閾值分析設(shè)備，設(shè)置在所述頭頂固定平臺上，與所述CMOS攝像頭連接，從0-255依次選擇灰度值作為備選灰度值，使用備選灰度值將所述水下圖像分割為備選目標(biāo)區(qū)域圖像和備選背景區(qū)域圖像；基于備選目標(biāo)區(qū)域圖像像素總數(shù)、備選目標(biāo)區(qū)域圖像像素灰度平均值、備選背景區(qū)域圖像像素總數(shù)和備選背景區(qū)域圖像像素灰度平均值計算灰度值類間方差值，具體計算為:備選目標(biāo)區(qū)域圖像像素灰度平均值減去備選背景區(qū)域圖像像素灰度平均值，獲得的差的平方值乘以備選目標(biāo)區(qū)域圖像像素總數(shù)和備選背景區(qū)域圖像像素總數(shù)即為灰度值類間方差值；將最大灰度值類間方差值所對應(yīng)的備選灰度值作為分割閾值輸出；圖像識別設(shè)備，設(shè)置在所述頭頂固定平臺上，與所述閾值分析設(shè)備、所述CMOS攝像頭和所述靜態(tài)存儲設(shè)備分別連接以獲得所述分割閾值，包括背景分割子設(shè)備、破損區(qū)域連通子設(shè)備、特征識別子設(shè)備和破損等級識別子設(shè)備；所述背景分割子設(shè)備與所述閾值分析設(shè)備和所述CMOS攝像頭分別連接，使用分割閾值將所述水下圖像分割為最終目標(biāo)區(qū)域圖像和最終背景區(qū)域圖像；所述破損區(qū)域連通子設(shè)備與所述背景分割子設(shè)備連接，用于基于最終目標(biāo)區(qū)域圖像中區(qū)域邊界上相鄰像素的連通性，確定將區(qū)域包圍起來的封閉曲線；所述特征識別子設(shè)備與所述破損區(qū)域連通子設(shè)備連接，基于所述封閉曲線確定破損區(qū)域的周長、面積和形狀參數(shù)，所述形狀參數(shù)等于周長的平方除以面積的4π ;所述破損等級識別子設(shè)備與所述閾值分析設(shè)備和所述靜態(tài)存儲設(shè)備分別連接，基于確定的周長、面積和形狀參數(shù)在破損等級對照表中查找對應(yīng)的破損等級以作為目標(biāo)破損等級輸出；飛思卡爾頂X6處理器，設(shè)置在所述頭頂固定平臺上，與所述格洛納斯定位設(shè)備、所述聲納探測設(shè)備、所述超聲波測距設(shè)備、所述岸基處理設(shè)備和所述圖像識別設(shè)備分別連接，用于在接收到所述目標(biāo)破損等級時，啟動所述格洛納斯定位設(shè)備、所述聲納探測設(shè)備和所述超聲波測距設(shè)備以接收所述格洛納斯定位數(shù)據(jù)、所述第一相對距離和所述第二相對距離，基于所述格洛納斯定位數(shù)據(jù)、所述第一相對距離和所述第二相對距離計算并輸出水下設(shè)備定位數(shù)據(jù)，并通過電纜將所述水下圖像和所述目標(biāo)破損等級傳輸?shù)剿霭痘幚碓O(shè)備。
[0007]更具體地，在所述便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)中:所述飛思卡爾IMX6處理器在未接收到所述目標(biāo)破損等級時，關(guān)閉所述格洛納斯定位設(shè)備、所述聲納探測設(shè)備和所述超聲波測距設(shè)備。
[0008]更具體地，在所述便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)中:所述飛思卡爾IMX6處理器在接收到的目標(biāo)破損等級大于等于預(yù)設(shè)破損等級時，向所述岸基處理設(shè)備發(fā)送報警信號。
[0009]更具體地，在所述便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)中:所述預(yù)設(shè)破損等級被預(yù)先存儲在所述飛思卡爾頂X6處理器的內(nèi)置存儲器中。
[0010]更具體地，在所述便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)中:所述閾值分析設(shè)備和所述圖像識別設(shè)備被集成在同一塊集成電路板上。
【附圖說明】
[0011]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行描述，其中:
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0013]附圖標(biāo)記:1頭頂固定平臺；2圖像識別設(shè)備；3岸基處理設(shè)備
【具體實施方式】
[0014]下面將參照附圖對本發(fā)明的便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)的實施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)中，水下設(shè)備如果存在破損，則很可能危及水下設(shè)備的安全，為了排除這一隱患，當(dāng)前一般定期安排人手下潛到水下設(shè)備附近進(jìn)行肉眼觀測，根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行破損程度判斷。這種方式過于依賴人工，且對水下人力操作的要求苛刻，自動化水平不高。
[0016]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)，在潛水員頭部增加頭頂固定平臺，并在頭頂固定平臺上添加了一系列適合水下操作的圖像處理設(shè)備和定位設(shè)備，從而能夠及時給出破損。
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的便攜式潛水員水下設(shè)備缺陷識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述識別系統(tǒng)