對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的基于數(shù)據(jù)通信的船舶水下暗礁避讓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015]附圖標(biāo)記:1船底固定架；2清晰化處理設(shè)備；3暗礁識別設(shè)備
【具體實施方式】
[0016]下面將參照附圖對本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)通信的船舶水下暗礁避讓系統(tǒng)的實施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]觸礁是船舶行駛必須要避免的危情之一，其關(guān)系著船體和船上人員的安危，然而，目前仍缺少對船底暗礁的具體檢測結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的躲避策略，導(dǎo)致船舶行駛?cè)源嬖谝欢ǖ奈ｋU性。
[0018]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種基于數(shù)據(jù)通信的船舶水下暗礁避讓系統(tǒng)，基于水下暗礁的具體情況制定不同的處理策略，提高船舶行駛的安全性。
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的基于數(shù)據(jù)通信的船舶水下暗礁避讓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述避讓系統(tǒng)包括船底固定架、清晰化處理設(shè)備和暗礁識別設(shè)備，所述清晰化處理設(shè)備和所述暗礁識別設(shè)備都位于所述船底固定架上，所述清晰化處理設(shè)備用于對船底正前方的圖像執(zhí)行清晰化處理，所述暗礁識別設(shè)備用于對清晰化處理后的圖像進(jìn)行暗礁識別。
[0020]接著，繼續(xù)對本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)通信的船舶水下暗礁避讓系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0021]所述避讓系統(tǒng)還包括:挖掘設(shè)備，設(shè)置在所述船底固定架上，包括挖掘電機(jī)和挖掘驅(qū)動器，所述挖掘驅(qū)動器與所述挖掘電機(jī)連接，用于對前方暗礁進(jìn)行挖掘。
[0022]所述避讓系統(tǒng)還包括:伽利略定位設(shè)備，設(shè)置在船舶上，用于接收伽利略衛(wèi)星發(fā)送的伽利略定位數(shù)據(jù)。
[0023]所述避讓系統(tǒng)還包括:供電設(shè)備，設(shè)置在船舶上，包括太陽能供電器件、蓄電池、切換開關(guān)和電壓轉(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。
[0024]所述避讓系統(tǒng)還包括=FLASH存儲設(shè)備，設(shè)置在船舶上，預(yù)先存儲了黑白閾值和像素數(shù)閾值，所述黑白閾值用于對圖像執(zhí)行二值化處理，所述FLASH存儲設(shè)備還預(yù)先存儲了灰度化暗礁模版，所述灰度化暗礁模版為對基準(zhǔn)暗礁進(jìn)行拍攝所得到的暗礁圖像執(zhí)行灰度化處理而獲得；所述FLASH存儲設(shè)備還預(yù)先存儲了暗礁面積閾值、暗礁高度閾值和暗礁寬度閾值，所述暗礁面積閾值與船舶挖掘輸出功率成正比，所述暗礁高度閾值與船舶瞬時爬升輸出功率成正比，所述暗礁寬度閾值與所述船舶瞬時繞行輸出功率成正比。
[0025]所述避讓系統(tǒng)還包括:水下拍攝設(shè)備，位于所述船底固定架上，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攝像頭對船底正前方的目標(biāo)進(jìn)行拍攝以獲得包含船底目標(biāo)的水下圖像。
[0026]所述避讓系統(tǒng)還包括:超聲波測距設(shè)備，設(shè)置在所述船底固定架上，用于測量所述船底固定架距離下方暗礁的距離，并作為暗礁相對距離輸出。
[0027]所述清晰化處理設(shè)備與所述CMOS攝像頭、所述超聲波測距設(shè)備和所述輔助照明子設(shè)備分別連接，以獲得所述暗礁相對距離和所述輔助照明亮度，并基于所述暗礁相對距離和所述輔助照明亮度去除所述水下圖像中因為輔助照明子設(shè)備照射而在船底目標(biāo)上形成的散射光成份，以獲得清晰化水下圖像。
[0028]所述暗礁識別設(shè)備與所述清晰化處理設(shè)備和所述FLASH存儲設(shè)備分別連接，包括圖像預(yù)處理子設(shè)備、二值化處理子設(shè)備、列邊緣檢測子設(shè)備、行邊緣檢測子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備和目標(biāo)識別子設(shè)備，所述圖像預(yù)處理子設(shè)備與所述清晰化處理設(shè)備連接，以對所述清晰化水下圖像依次執(zhí)行自適應(yīng)邊緣增強(qiáng)和小波濾波處理，以獲得預(yù)處理水下圖像；所述二值化處理子設(shè)備與所述圖像預(yù)處理子設(shè)備和所述FLASH存儲設(shè)備分別連接，將所述預(yù)處理水下圖像的每一個像素的亮度與所述黑白閾值分別比較，當(dāng)像素的亮度大于所述黑白閾值時，將像素記為白色像素，當(dāng)像素的亮度小于所述黑白閾值時，將像素記為黑色像素，從而獲得二值化水下圖像；所述列邊緣檢測子設(shè)備與所述二值化處理子設(shè)備和所述FLASH存儲設(shè)備分別連接，用于對所述二值化水下圖像，計算每列黑色像素的數(shù)目，將黑色像素的數(shù)目大于等于所述像素數(shù)閾值的列記為邊緣列；所述行邊緣檢測子設(shè)備與所述二值化處理子設(shè)備和所述FLASH存儲設(shè)備分別連接，用于對所述二值化水下圖像，計算每行黑色像素的數(shù)目，將黑色像素的數(shù)目大于等于所述像素數(shù)閾值的行記為邊緣行；所述目標(biāo)分割子設(shè)備與所述列邊緣檢測子設(shè)備和所述行邊緣檢測子設(shè)備分別連接，將邊緣列和邊緣行交織的區(qū)域作為目標(biāo)存在區(qū)域，并從所述二值化水下圖像中分割出所述目標(biāo)存在區(qū)域以作為目標(biāo)子圖像輸出；所述目標(biāo)識別子設(shè)備與所述目標(biāo)分割子設(shè)備和所述FLASH存儲設(shè)備分別連接，將所述目標(biāo)子圖像與所述灰度化暗礁模版匹配，匹配成功，則輸出存在暗礁信號，匹配失敗，則輸出不存在暗礁信號。
[0029]暗礁狀態(tài)分析設(shè)備，與所述暗礁識別設(shè)備和所述超聲波測距設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到所述存在暗礁信號時，基于所述暗礁相對距離和所述目標(biāo)子圖像占據(jù)所述二值化水下圖像的面積百分比計算水下暗礁橫向面積，基于所述暗礁相對距離和所述目標(biāo)子圖像縱向高度占據(jù)所述二值化水下圖像縱向高度的高度百分比計算水下暗礁高度，基于所述暗礁相對距離和所述目標(biāo)子圖像橫向?qū)挾日紦?jù)所述二值化水下圖像橫向?qū)挾鹊膶挾劝俜直扔嬎闼掳到笇挾取?br>[0030]所述避讓系統(tǒng)還包括:AT89C51單片機(jī)，設(shè)置在船舶控制室內(nèi)，通過電纜與所述暗礁識別設(shè)備連接，還與所述伽利略定位設(shè)備連接，當(dāng)接收到所述存在暗礁信號時，將所述清晰化水下圖像和所述目標(biāo)子圖像分別進(jìn)行壓縮編碼以獲得水下壓縮圖像和目標(biāo)壓縮圖像；無線通信接口，與所述AT89C51單片機(jī)連接，用于在接收到所述存在暗礁信號時，將所述水下壓縮圖像、所述目標(biāo)壓縮圖像和所述存在暗礁信號通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到水上搜救平臺。
[0031]所述避讓系統(tǒng)還包括:顯示設(shè)備，與所述AT89C51單片機(jī)連接，用于在接收到所述存在暗礁信號時，顯示所述清晰化水下圖像和所述目標(biāo)子圖像，還用于顯示與所述存在暗礁信號對應(yīng)的文字信號。
[0032]其中，所述AT89C51單片機(jī)還與所述暗礁狀態(tài)分析設(shè)備、所述暗礁識別設(shè)備和所述FLASH存儲設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到所述存在暗礁信號時，將所述水下暗礁橫向面積與所述暗礁面積閾值比較，所述水下暗礁橫向面積小于等于所述暗礁面積閾值則發(fā)出挖掘驅(qū)動信號，所述水下暗礁橫向面積大于所述暗礁面積閾值則進(jìn)入躲避工作模式。
[0033]所述AT89C51單片機(jī)在所述躲避工作模式中執(zhí)行以下操作:當(dāng)所述水下暗礁高度小于等于所述暗礁高度閾值時則發(fā)出上升驅(qū)動信號，當(dāng)所述水下暗礁高度大于所述暗礁高度閾值時，進(jìn)一步判斷所述水下暗礁寬度和所述暗礁寬度閾值的比較結(jié)果:當(dāng)所述水下暗礁寬度小于等于所述暗礁寬度閾值時則發(fā)出左右繞行驅(qū)動信號，否則，發(fā)出后退驅(qū)動信號。
[0034]所述AT89C51單片機(jī)還與船舶驅(qū)動設(shè)備連接，以將所述上升驅(qū)動信號、所述左右繞行驅(qū)動信號或后退驅(qū)動信號發(fā)送到所述船舶驅(qū)動設(shè)備；所述AT89C51單片機(jī)還與所述挖掘驅(qū)動器連接，以將所述挖掘驅(qū)動信號發(fā)送到所述挖掘驅(qū)動器。
[0035]可選地，在所述基于數(shù)據(jù)通信的船舶水下暗礁避讓系統(tǒng)中:所述AT89C51單片機(jī)在接收到所述不存在暗礁信號時，關(guān)閉所述無線通信接口，在接收到所述存在暗礁信號時，打開所述無線通信接口 ；所述暗礁識別設(shè)備與所述清晰化處理設(shè)備被集成在一塊集成電路板上；所述AT89C51單片機(jī)采用的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)為MPEG-2壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)；所述顯示設(shè)備為液晶顯示器；所述避讓系統(tǒng)還包括:雙聲道揚聲器，與所述AT89C51單片機(jī)連接，用于在接收到所述存在暗礁信號時，播放與所述存在暗礁信號對應(yīng)的語音警示文件。
[0036]采用本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)通信的船舶水下暗礁避讓系統(tǒng)，針對現(xiàn)有技術(shù)中船舶缺少船底暗礁檢測機(jī)制的技術(shù)問題，通過改造船舶船底結(jié)構(gòu)，以船底固定架為檢測平臺，增加清晰化處理設(shè)備、暗礁識別和狀態(tài)檢測設(shè)備，以暗礁具體情況確定船舶處理策略，從而保證船舶的正