用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及潛艇民用領(lǐng)域，尤其涉及一種用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)O
【背景技術(shù)】
[0002]很多水下設(shè)備是連續(xù)的、需要具有漫長(zhǎng)回程的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，如果這時(shí)，仍采用傳統(tǒng)的潛水員下潛，則需要耗費(fèi)大量人力和物力，而且由于潛水員續(xù)航性不高，難于持續(xù)檢測(cè)。同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中也缺乏適合水下操作環(huán)境的水下設(shè)備檢測(cè)機(jī)制，也缺乏相應(yīng)的水下定位機(jī)制。
[0003]為此，本發(fā)明提出了一種用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)，能夠利用現(xiàn)有潛艇行駛高速且能接觸到水下任何位置的優(yōu)勢(shì)，在潛艇行駛過(guò)程中可持續(xù)地監(jiān)測(cè)水下設(shè)備狀況，同時(shí)不耽誤潛艇的正常航行，從而避免潛水員人身受到傷害，提高分析設(shè)備的續(xù)航性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)，在潛艇前方設(shè)置潛艇固定平臺(tái)，通過(guò)改進(jìn)激光成像控制，去除水下成像中的散射光成份，引入高精度的圖像識(shí)別和定位設(shè)備，并加入破損等級(jí)對(duì)照表以準(zhǔn)確給出水下設(shè)備的破損等級(jí)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)，所述民用平臺(tái)包括潛艇固定平臺(tái)、激光成像設(shè)備、圖像去散射設(shè)備和設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)器件，所述潛艇固定平臺(tái)位于所述潛艇的前部，所述激光成像設(shè)備、所述圖像去散射設(shè)備和所述設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)器件都位于所述潛艇固定平臺(tái)上，所述圖像去散射設(shè)備用于對(duì)所述激光成像設(shè)備拍攝的、潛艇前方的水下激光圖像進(jìn)行散射光消除，所述設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)器件與所述圖像去散射設(shè)備連接，用于探測(cè)消除散射光后的水下圖像中的設(shè)備狀態(tài)。
[0006]更具體地，在所述用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)中，還包括:FLASH存儲(chǔ)器件，預(yù)先存儲(chǔ)了破損等級(jí)對(duì)照表，所述破損等級(jí)對(duì)照表保存了每一個(gè)破損等級(jí)所對(duì)應(yīng)的破損區(qū)域所處曲線的周長(zhǎng)、面積和形狀參數(shù)；聲納設(shè)備，用于對(duì)潛艇前部的水下目標(biāo)執(zhí)行聲納圖像采集，以獲得聲納圖像；聲納圖像處理設(shè)備，與所述聲納設(shè)備和所述FLASH存儲(chǔ)器件分別連接，包括第一檢測(cè)子設(shè)備、第二檢測(cè)子設(shè)備和目標(biāo)距離檢測(cè)子設(shè)備，所述第一檢測(cè)子設(shè)備與所述聲納設(shè)備和所述FLASH存儲(chǔ)器件分別連接，用于采用亮度閾值上限遍歷聲納圖像以分割出核心目標(biāo)區(qū)域；所述第二檢測(cè)子設(shè)備與所述第一檢測(cè)子設(shè)備和所述FLASH存儲(chǔ)器件分別連接，用于以所述核心目標(biāo)區(qū)域的邊緣點(diǎn)作為種子點(diǎn)，利用亮度閾值下限對(duì)核心目標(biāo)區(qū)域附近的像素點(diǎn)進(jìn)行亮度判斷，以獲得并分割出最終目標(biāo)區(qū)域；所述目標(biāo)距離檢測(cè)子設(shè)備與所述第二檢測(cè)子設(shè)備連接，計(jì)算最終目標(biāo)區(qū)域的中心點(diǎn)到聲納圖像檢測(cè)原點(diǎn)的距離并作為目標(biāo)距離輸出；所述激光成像設(shè)備，包括激光器、探測(cè)器和微控制器，所述激光器對(duì)潛艇前部的水下目標(biāo)發(fā)出激光束，以在所述激光束被水下目標(biāo)反射到所述探測(cè)器時(shí)，便于所述探測(cè)器的拍攝，所述微控制器與所述聲納圖像處理設(shè)備、所述激光器和所述探測(cè)器分別連接，基于目標(biāo)距離和激光在水下傳播速度確定所述探測(cè)器快門的選通時(shí)間，并在選通時(shí)間到達(dá)時(shí)，選通所述探測(cè)器的快門，觸發(fā)所述探測(cè)器對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行拍攝，以獲得水下激光圖像；超長(zhǎng)波通信器件，位于潛艇操作儀表盤內(nèi)，用于與遠(yuǎn)端的水上設(shè)備檢驗(yàn)中心建立雙向數(shù)據(jù)通信；定位器件，位于潛艇操作儀表盤內(nèi)，包括慣性導(dǎo)航定位子器件和水聲導(dǎo)航子器件，使用所述慣性導(dǎo)航定位子器件和所述水聲導(dǎo)航子器件進(jìn)行聯(lián)合定位，基于所述慣性導(dǎo)航定位子器件和所述水聲導(dǎo)航子器件的輸出，確定所述潛艇的當(dāng)前定位數(shù)據(jù)；超聲波檢測(cè)儀，設(shè)置在所述潛艇固定平臺(tái)上，用于測(cè)量所述潛艇前部距離前方設(shè)備的距離，并作為設(shè)備相對(duì)距離輸出；激光強(qiáng)度檢測(cè)儀，設(shè)置在所述潛艇固定平臺(tái)上，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述激光束被水下設(shè)備反射到所述探測(cè)器時(shí)的激光強(qiáng)度；所述圖像去散射設(shè)備與所述激光成像設(shè)備、所述超聲波檢測(cè)儀和所述激光強(qiáng)度檢測(cè)儀分別連接，以獲得所述設(shè)備相對(duì)距離和所述激光強(qiáng)度，并基于所述設(shè)備相對(duì)距離和所述激光強(qiáng)度去除所述水下激光圖像中因?yàn)榧す庹丈涠谇胺皆O(shè)備上形成的散射光成份，以獲得去散射水下圖像；所述設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)器件包括閾值分析設(shè)備和破損區(qū)域特征提取設(shè)備；所述閾值分析設(shè)備與所述圖像去散射設(shè)備連接，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去散射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(jì)算灰度值類間方差值，具體計(jì)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(duì)應(yīng)的備選灰度值作為分割閾值輸出；破損區(qū)域特征提取設(shè)備，與所述閾值分析設(shè)備、所述圖像去散射設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)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(shí)別子設(shè)備和破損等級(jí)識(shí)別子設(shè)備；所述背景分割子設(shè)備與所述閾值分析設(shè)備和所述圖像去散射設(shè)備分別連接，使用分割閾值將所述去散射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(lái)的封閉曲線；所述特征識(shí)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(zhǎng)、面積和形狀參數(shù)，所述形狀參數(shù)等于周長(zhǎng)的平方除以面積的4 31 ;所述破損等級(jí)識(shí)別子設(shè)備與所述閾值分析設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，基于確定的周長(zhǎng)、面積和形狀參數(shù)在破損等級(jí)對(duì)照表中查找對(duì)應(yīng)的破損等級(jí)以作為目標(biāo)破損等級(jí)輸出；數(shù)字信號(hào)處理器，設(shè)置在所述潛艇固定平臺(tái)上，與所述定位器件、所述設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)器件和所述超長(zhǎng)波通信器件分別連接，用于在接收到所述目標(biāo)破損等級(jí)時(shí)，將所述去散射水下圖像進(jìn)行基于MPEG-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)的圖像壓縮編碼，以獲得壓縮設(shè)備子圖像，將所述壓縮設(shè)備子圖像、所述目標(biāo)破損等級(jí)和所述當(dāng)前定位數(shù)據(jù)通過(guò)所述超長(zhǎng)波通信器件發(fā)送到水上設(shè)備檢驗(yàn)中心。
[0007]更具體地，在所述用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)中:所述設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)器件設(shè)置在所述潛艇固定平臺(tái)上。
[0008]更具體地，在所述用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)中:所述聲納設(shè)備、所述聲納圖像處理設(shè)備和所述激光成像設(shè)備都設(shè)置在所述潛艇固定平臺(tái)上。
[0009]更具體地，在所述用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)中:所述聲納設(shè)備、所述聲納圖像處理設(shè)備和所述激光成像設(shè)備被集成在一塊集成電路板上。
[0010]更具體地，在所述用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)中:所述數(shù)字信號(hào)處理器在接收到所述目標(biāo)破損等級(jí)大于等于預(yù)設(shè)等級(jí)閾值時(shí)，通過(guò)所述超長(zhǎng)波通信器件向水上設(shè)備檢驗(yàn)中心發(fā)送設(shè)備破損報(bào)警信號(hào)。
[0011]更具體地，在所述用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)中:所述預(yù)設(shè)等級(jí)閾值預(yù)先存儲(chǔ)在所述FLASH存儲(chǔ)器件中，所述數(shù)字信號(hào)處理器與所述FLASH存儲(chǔ)器件連接。
【附圖說(shuō)明】
[0012]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的用于水下設(shè)備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺(tái)的結(jié)構(gòu)方框圖。