本發(fā)明涉及無線通信，尤其涉及一種用于水下機器人的無線遠程控制系統(tǒng)和方法。

背景技術：

1、隨著技術的不斷進步和應用場景的不斷拓展，多個水下機器人水下作業(yè)裝置協(xié)作將在更多領域發(fā)揮重要作用。例如，在深海探索、水下考古、水下娛樂等領域，多個水下機器人協(xié)作將帶來更大的靈活性和效率。

2、由于水下環(huán)境復雜，不時出現(xiàn)魚群、湍流等干擾因素，在水下拍攝圖像的質量較差，而且多個水下機器人具有自己的時鐘，很難將多個水下機器人的拍攝的圖像進行時間對齊。而且，在進行圖像傳輸時，由于水下和大氣中的環(huán)境問題，還可能會影響鏈路質量，造成丟包、誤碼等問題。

3、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種用于水下機器人的無線遠程控制系統(tǒng)和方法，通過在水下設置按照設定明暗變換規(guī)律的光，從而根據(jù)亮度同時解決圖像對時以及最優(yōu)鏈路傳輸?shù)募夹g問題。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種用于水下機器人的無線遠程控制系統(tǒng)，包括：

3、多個水下機器人，用于對待測的水下目標進行多角度實時拍攝得到多張圖像，并對每張圖像打上原始時間戳；

4、水下燈具，與所述多個水下機器人距離在設定范圍內，朝向所述水下目標，發(fā)出按照設定明暗變換規(guī)律的光；

5、水下處理器，與所述多個水下機器人連接，用于獲取所述多張圖像；根據(jù)圖像中的亮度修正所述原始時間戳得到修正時間戳；根據(jù)所述修正時間戳對多張圖像進行對時；將帶有修正時間戳的多張圖像發(fā)送到中繼通信平臺；

6、所述中繼通信平臺匯總同一修正時間戳的多張圖像形成圖像組；根據(jù)天氣預測結果和圖像組的亮度等級，確定圖像組中采用自由空間光通信fso鏈路和射頻通信rf鏈路的圖像數(shù)量比例，按照所述圖像數(shù)量比例通過對應的通信鏈路發(fā)送至遠程監(jiān)控終端；

7、所述遠程監(jiān)控終端用于將圖像組中的圖像進行全景拼接，得到所述水下目標的全貌。

8、第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種用于水下機器人的無線遠程控制方法，應用于任一用于水下機器人的無線遠程控制系統(tǒng)，該方法包括：

9、通過水下處理器獲取所述多張圖像；根據(jù)圖像中的亮度修正所述原始時間戳得到修正時間戳；根據(jù)所述修正時間戳對多張圖像進行對時；將帶有修正時間戳的多張圖像發(fā)送到中繼通信平臺；其中，所述水下目標被按照設定明暗變換規(guī)律的光所照射；

10、通過所述中繼通信平臺匯總同一修正時間戳的多張圖像形成圖像組；根據(jù)天氣預測結果和圖像組的亮度等級，確定圖像組中采用自由空間光通信fso鏈路和射頻通信rf鏈路的圖像數(shù)量比例，按照所述圖像數(shù)量比例通過對應的通信鏈路發(fā)送至遠程監(jiān)控終端；

11、通過所述遠程監(jiān)控終端將圖像組中的圖像進行全景拼接，得到所述水下目標的全貌。

12、相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下技術效果：

13、1、通過按照設定明暗變換規(guī)律的光，可以在圖像中體現(xiàn)不同的亮度變化，從而根據(jù)該亮度的變化情況對不同水下機器人拍攝的圖像進行對時。

14、2、由于水下可見度很低，亮度越高的圖像的清晰度越高，越能體現(xiàn)水下目標的外觀，因此根據(jù)圖像組的亮度等級和天氣預測結果綜合調整fso鏈路和rf鏈路所傳輸數(shù)據(jù)的比例，這樣可以保證高度較高的圖像優(yōu)先通過質量較好的鏈路來傳輸，減少誤碼率，提高最終生成的圖像質量。

15、3、本發(fā)明提供了一種新穎的多水下機器人的協(xié)作場景，即多個水下機器人對水下目標進行多角度實時拍攝，由水下處理器和中繼通信平臺進行對時和高質量傳輸，遠程監(jiān)控終端將同一時間戳的圖像組進行全景拼接，從而得到水下目標的全貌，相比于現(xiàn)有技術中只能通過單個水下機器人巡游來拍攝水下目標，本發(fā)明通過多機器人協(xié)作可以精準、及時地捕捉水下目標的全貌，以及全貌的變化情況。

16、4、本實施例通過在水下放置水下燈具，并通過一系列的計算方法，可以同時實現(xiàn)不同水下機器人拍攝圖像的時間對齊，以及高亮度圖像的高質量傳輸，方法簡單有效，成本低，不需要復雜的圖像處理算法(僅提取了亮度)，不需要衛(wèi)星授時，在衛(wèi)星信號較差時依然能夠實現(xiàn)本發(fā)明提供的方法。

技術特征：

1.一種用于水下機器人的無線遠程控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)圖像中的亮度修正所述原始時間戳得到修正時間戳，包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述統(tǒng)計值包括平均值、最大值或者最小值；

4.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述修正原始時間戳得到修正時間戳，包括：

5.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述亮度等級包括高和低；

6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水下機器人包括：姿態(tài)傳感器、深度傳感器、中央控制模塊、推進器、照明燈、交換機模塊、聲吶和攝像頭。

7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中繼通信平臺包括深度計和自動收放線纜機構；

8.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述遠程監(jiān)控終端用于將所述水下目標的全貌顯示在界面上，以及通過所述中繼通信平臺向多個水下機器人發(fā)送控制指令。

9.一種用于水下機器人的無線遠程控制方法，應用于權利要求1-8任一項所述的用于水下機器人的無線遠程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括：

技術總結
本發(fā)明涉及無線通信技術領域，公開了一種用于水下機器人的無線遠程控制系統(tǒng)和方法。該方法通過水下處理器獲取多個水下機器人拍攝的多張圖像；根據(jù)圖像中的亮度修正所述原始時間戳得到修正時間戳；根據(jù)所述修正時間戳對多張圖像進行對時；將帶有修正時間戳的多張圖像發(fā)送到中繼通信平臺；通過中繼通信平臺匯總同一修正時間戳的多張圖像形成圖像組；根據(jù)天氣預測結果和圖像組的亮度等級，確定圖像組中采用FSO鏈路和RF鏈路的圖像數(shù)量比例，按照所述圖像數(shù)量比例通過對應的通信鏈路發(fā)送至遠程監(jiān)控終端。本發(fā)明通過在水下設置按照設定明暗變換規(guī)律的光，從而根據(jù)亮度同時解決圖像對時以及最優(yōu)鏈路傳輸?shù)募夹g問題。

技術研發(fā)人員：李寧,肖偉,邵宏慶,劉賽陽
受保護的技術使用者：無錫中惠天澤智能科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/18