本公開涉及水體環(huán)境巡查監(jiān)控，具體涉及一種影響水質的水下可疑設施的識別方法和識別系統(tǒng)。

背景技術：

1、水體質量巡檢監(jiān)控是各級環(huán)境主管部門的重要工作內容之一。為能夠從源頭發(fā)現水體污染、水體質量造假問題，并實現水體質量監(jiān)測的安全性和高效性，環(huán)境主管部門已經開始使用配置有聲吶裝置的水下機器人對水體環(huán)境(更為具體來說是水底環(huán)境)進行探測，通過聲吶掃描的方式構建聲吶點云，再處理聲吶點云判定水體中是否有影響水質的水下可疑設施。

2、但是，由于河道、近海區(qū)域生物眾多、各種沉底物眾多等原因，水體水底形態(tài)特征多樣，采用前述水下機器人采集形成的聲吶點云形態(tài)復雜，而由于后期數據處理算法的限制，基于聲吶點云并不能可靠地確定水體中物體是否為排污相關設施。

技術實現思路

1、為解決現有基于聲吶點云不能可靠地確定水體中物體是否為排污相關設施的問題，本公開實施例提供一種影響水質的水下可疑設施的識別方法和識別系統(tǒng)。

2、第一方面，本公開實施例提供一種影響水質的水下可疑設施識別方法，包括：

3、獲取安裝在水下機器人上的聲吶系統(tǒng)探測水下環(huán)境得到的聲吶點云，并處理所述聲吶點云確定水下物體的外形特征；

4、基于所述外形特征判定水下物體是否包括可疑物體；

5、在確定所述水下物體包括可疑物體的情況下，控制安裝在水下機器人上的可見光成像系統(tǒng)拍攝水下環(huán)境得到可見光影像，并處理所述可見光影像確定所述可疑物體的外觀特征；

6、基于所述外觀特征識別所述可疑物體是否為影響水質的水下可疑設施。

7、可選的，所述控制安裝在于水下機器人上的可見光成像系統(tǒng)拍攝水下環(huán)境得到可見光影像，還包括：

8、控制所述可見光成像系統(tǒng)拍攝水下環(huán)境得到初步可見光影像；

9、基于所述初步可見光影像判斷水下光強是否達到清晰成像光強；

10、在所述水下光強達到所述清晰成像光強的情況下，將所述初步可見光影像作為所述可見光影像；以及，

11、在所述水下光強未達到所述清晰成像光強的情況下，控制自動補光裝置向水下環(huán)境補光，并同時控制所述可見光成像系統(tǒng)拍攝水下環(huán)境得到所述可見光影像。

12、可選的，在確定所述水下物體包括可疑物體的情況下，所述方法還包括：基于所述聲吶點云確定所述可疑物體的估計尺寸，以及基于所述聲吶點云確定所述可疑物體與所述水下機器人的相對位置；

13、在控制安裝在于水下機器人上的可見光成像系統(tǒng)拍攝水下環(huán)境得到可見光影像之前，所述方法還包括：基于所述估計尺寸和所述相對位置，確定所述水下機器人的位姿調整參數和/或確定所述可見光成像系統(tǒng)中拍攝鏡頭的調整內參；

14、所述控制安裝在于水下機器人上的可見光成像系統(tǒng)拍攝水下環(huán)境得到可見光影像，包括：在所述水下機器人按照所述位姿調整參數調整位姿位置，并且所述拍攝鏡頭按照所述調整內參調整的情況下，控制所述可見光成像系統(tǒng)拍攝水下環(huán)境得到所述可見光影像。

15、可選的，所述拍攝鏡頭是相對于所述水下機器人本體可調整的鏡頭，所述方法還包括：

16、基于所述估計尺寸和所述相對位置，確定所述水下機器人的位姿調整參數和/或確定所述拍攝鏡頭的調整內參的同時，確定所述拍攝鏡頭的調整外參；

17、在所述水下機器人按照所述位姿調整參數調整位姿位置，并且所述拍攝鏡頭按照所述調整內參調整后，控制所述可見光成像系統(tǒng)拍攝水下環(huán)境得到所述可見光影像，包括：

18、在所述水下機器人按照所述位姿調整參數調整位姿位置，并且所述拍攝鏡頭按照所述調整內參調整，以及所述拍攝鏡頭按照所述調整外參調整的情況下，控制所述可見光成像系統(tǒng)拍攝水下環(huán)境得到所述可見光影像。

19、可選的，所述處理所述可見光影像確定所述可疑物體的外觀特征，包括：

20、基于所述位姿調整參數和所述調整外參，確定所述拍攝鏡頭的位姿調整特征；

21、基于所述調整內參確定所述拍攝鏡頭的成像視角縮放特征；

22、基于所述位姿調整特征和所述成像視角縮放特征、所述可疑物體在所述聲吶點云中位置，所述相對位置以及所述聲吶系統(tǒng)和所述可見光成像系統(tǒng)的坐標系變換關系，確定可疑物體在所述可見光影像中的局部圖像；

23、處理所述局部圖像，確定所述可疑物體的外觀特征。

24、可選的，所述處理所述可見光影像確定所述可疑物體的外觀特征，包括：

25、對所述可見光影像進行初步識別，確定所述可見光影像是否為非混水特征的水下影像；

26、在確定所述可見光影像是非混水特征的水下影像的情況下，處理所述可見光影像確定所述可疑物體的外觀特征。

27、可選的，所述基于所述外觀特征識別所述可疑物體體是否為影響水質的水下可疑設施，包括：

28、基于所述外形特征和所述外觀特征識別所述可疑物體是否為影響水質的水下可疑設施。

29、可選的，所述基于所述外形特征和所述外觀特征識別所述可疑物體是否為影響水質的水下可疑設施，包括：

30、在所述外形特征為影響水質的水下可疑設施特征的情況下，獲取第一確信概率；

31、在所述外觀特征為影響水質的水下可疑設施特征的情況下，獲取第二確信概率；

32、根據所述第一確信概率和所述第二確信概率，確定綜合判斷所述可疑物體不是影響水質的水下可疑設施的排除概率；

33、在所述排除概率小于設定概率的情況下，確定所述可疑物體為影響水質的水下可疑設施。

34、可選的，在處理所述可見光影像確定所述可疑物體的外觀特征后，所述方法還包括：

35、存儲所述可見光影像，和/或通過顯示設備輸出所述可見光影像。

36、第二方面，本公開實施例提供一種影響水質的水下可疑設施識別系統(tǒng)，包括計算設備和水下機器人；所述水下機器人包括機器人本體，以及設置在所述機器人本體上的聲吶系統(tǒng)和可見光成像系統(tǒng)；所述計算設備用于基于所述聲吶系統(tǒng)探測水底得到的聲吶點云,按照如前所述的影響水質的水下可疑設施識別方法，確定水下物體是否有影響水質的水下可疑設施。

37、本公開實施例技術方案基于聲吶點云確定的外形特征確定水下物體是否為可疑物體。在確定水下物體為可疑物體之后，通過可見光成像的方式獲取到可見光影像，基于可見光影像確定可疑物體的外觀特征后，再基于外觀特征判定其是否為影響水質的水下可疑設施。因為外觀特征相比于外形特征具有更多的信息內容，所以采用外觀特征也就可以可靠地確定可疑物體的類型。

技術特征：

1.一種影響水質的水下可疑設施識別方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制安裝在于水下機器人上的可見光成像系統(tǒng)拍攝水下環(huán)境得到可見光影像，還包括：

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在確定所述水下物體包括可疑物體的情況下，所述方法還包括：基于所述聲吶點云確定所述可疑物體的估計尺寸，以及基于所述聲吶點云確定所述可疑物體與所述水下機器人的相對位置；

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述拍攝鏡頭是相對于所述水下機器人本體可調整的鏡頭，所述方法還包括：

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述處理所述可見光影像確定所述可疑物體的外觀特征，包括：

6.根據權利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，所述處理所述可見光影像確定所述可疑物體的外觀特征，包括：

7.根據權利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，所述基于所述外觀特征識別所述可疑物體體是否為影響水質的水下可疑設施，包括：

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述外形特征和所述外觀特征識別所述可疑物體是否為影響水質的水下可疑設施，包括：

9.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，在處理所述可見光影像確定所述可疑物體的外觀特征后，所述方法還包括：

10.一種影響水質的水下可疑設施識別系統(tǒng)，其特征在于，包括計算設備和水下機器人；所述水下機器人包括機器人本體，以及設置在所述機器人本體上的聲吶系統(tǒng)和可見光成像系統(tǒng)；

技術總結
本公開實施例提供一種影響水質的水下可疑設施的識別方法和識別系統(tǒng)。影響水質的水下可疑設施識別方法，包括：獲取安裝在水下機器人上的聲吶系統(tǒng)探測水下環(huán)境得到的聲吶點云，并處理聲吶點云確定水下物體的外形特征；基于外形特征判定水下物體是否包括可疑物體；在確定水下物體包括可疑物體的情況下，控制安裝在水下機器人上的可見光成像系統(tǒng)拍攝水下環(huán)境得到可見光影像，并處理可見光影像確定可疑物體的外觀特征；基于外觀特征識別可疑物體是否為影響水質的水下可疑設施。因為外觀特征相比于外形特征具有更多的信息內容，所以采用外觀特征也就可以可靠地確定可疑物體的類型，進而可以確信其是否為影響水質的水下可以設施。

技術研發(fā)人員：鄧雪嬌,王子博,章冬林,何純偉,楊婧,譚偉,李敏,李博,師耀龍,呂怡兵
受保護的技術使用者：中國環(huán)境監(jiān)測總站
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19