基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測
-ψ-1 口 O
【背景技術(shù)】
[0002]很多水下設備是連續(xù)的、需要具有漫長回程的檢測設備進行檢測，如果這時，仍采用傳統(tǒng)的潛水員下潛，則需要耗費大量人力和物力，而且由于潛水員續(xù)航性不高，難于持續(xù)檢測。
[0003]同時，現(xiàn)有技術(shù)中也缺乏適合水下操作環(huán)境的水下設備檢測機制，也缺乏相應的水下定位機制。
[0004]為此，本發(fā)明提出了一種基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺，能夠利用現(xiàn)有船舶，在船舶行駛過程中可持續(xù)地監(jiān)測水下設備狀況，同時不耽誤船舶的正常航行，從而在保證檢測數(shù)據(jù)精度的同時，節(jié)約大量人力和物力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺，改造現(xiàn)有船舶的底部結(jié)構(gòu)，集成能夠去除水下散射干擾、能夠準確識別水下設備破損程度的多個水下處理設備，并能夠根據(jù)預設的水下設備破損等級表給出當前水下設備的破損等級，為設備監(jiān)護部門的維護提供有價值的參考數(shù)據(jù)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺，所述檢測平臺包括船底固定架、去散射處理設備和設備狀況識別設備，所述去散射處理設備和所述設備狀況識別設備都位于所述船底固定架上，所述去散射處理設備用于對船底正下方的水下圖像執(zhí)行清晰化處理，以獲得清晰化水下圖像，所述設備狀況識別設備基于所述清晰化水下圖像判斷水下設備狀況。
[0007]更具體地，在所述基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺中，還包括:伽利略定位設備，設置在船舶上，用于接收伽利略衛(wèi)星發(fā)送的伽利略定位數(shù)據(jù)；供電設備，設置在船舶上，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；移動硬盤，設置在船舶上，預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的破損區(qū)域所處曲線的周長、面積和形狀參數(shù)；水下拍攝設備，包括半球形防水透明罩、輔助照明子設備和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備和所述CMOS攝像頭，所述輔助照明子設備為所述CMOS攝像頭的水下拍攝提供輔助照明，所述CMOS攝像頭對船底目標拍攝以獲得包含船底下方水下設備的水下圖像；超聲波測距設備，設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設備的距離，并作為設備相對距離輸出；所述去散射處理設備與所述CMOS攝像頭、所述超聲波測距設備和所述輔助照明子設備分別連接，以獲得所述設備相對距離和所述輔助照明亮度，并基于所述設備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備照射而在船底水下設備上形成的散射光成份，以獲得清晰化水下圖像；所述設備狀況識別設備包括閾值分析子設備和破損區(qū)域特征提取子設備；所述閾值分析子設備與所述去散射處理設備連接，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清晰化水下圖像分割為備選目標區(qū)域圖像和備選背景區(qū)域圖像；基于備選目標區(qū)域圖像像素總數(shù)、備選目標區(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的備選灰度值作為分割閾值輸出；破損區(qū)域特征提取子設備，與所述閾值子分析設備、所述去散射處理設備和所述移動硬盤分別連接以獲得所述分割閾值，包括背景分割單元、破損區(qū)域連通單元、特征識別單元和破損等級識別單元；所述背景分割單元與所述閾值分析設備和所述去散射處理設備分別連接，使用分割閾值將所述清晰化水下圖像分割為最終目標區(qū)域圖像和最終背景區(qū)域圖像；所述破損區(qū)域連通單元與所述背景分割單元連接，用于基于最終目標區(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；所述特征識別單元與所述破損區(qū)域連通單元連接，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4 31 ;所述破損等級識別單元與所述閾值分析設備和所述移動硬盤分別連接，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的破損等級以作為目標破損等級輸出；嵌入式處理器，設置在船舶控制室內(nèi)，通過電纜與所述設備狀況識別設備連接，還與所述伽利略定位設備連接，當接收到所述目標破損等級時，將所述目標破損等級轉(zhuǎn)發(fā)給所述無線通信接口，并將所述清晰化水下圖像進行壓縮編碼以獲得水下壓縮圖像；無線通信接口，與所述嵌入式處理器連接，用于在接收到所述目標破損等級時，將所述水下壓縮圖像和所述目標破損等級通過無線通信網(wǎng)絡發(fā)送到水上搜救平臺。
[0008]更具體地，在所述基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺中，所述檢測平臺還包括:顯示設備，與所述嵌入式處理器連接，用于顯示與所述目標破損等級對應的文字信號。
[0009]更具體地，在所述基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺中:所述設備狀況識別設備與所述去散射處理設備被集成在一塊集成電路板上。
[0010]更具體地，在所述基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺中:所述嵌入式處理器采用的壓縮編碼標準為MPEG-2壓縮編碼標準。
[0011]更具體地，在所述基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺中:所述顯示設備為液晶顯示器。
【附圖說明】
[0012]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0014]附圖標記:1船底固定架；2去散射處理設備；3設備狀況識別設備
【具體實施方式】
[0015]下面將參照附圖對本發(fā)明的基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺的實施方案進行詳細說明。
[0016]對于分布范圍較廣，需要持續(xù)勘測的水下設備，如水下光纜，現(xiàn)有的潛水員人工勘測方式顯然不能滿足要求，需要一種機械化的可持續(xù)的勘測設備，能夠適應水下環(huán)境，給出水下設備狀態(tài)。
[0017]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺，借助船舶的可持續(xù)航行特點，在船舶底部安裝一系列適合水下環(huán)境的識別定位設備，從而給出水下設備的破損等級。
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺的結(jié)構(gòu)方框圖，所述檢測平臺包括船底固定架、去散射處理設備和設備狀況識別設備，所述去散射處理設備和所述設備狀況識別設備都位于所述船底固定架上，所述去散射處理設備用于對船底正下方的水下圖像執(zhí)行清晰化處理，以獲得清晰化水下圖像，所述設備狀況識別設備基于所述清晰化水下圖像判斷水下設備狀況。
[0019]接著，繼續(xù)對本發(fā)明的基于圖像處理的船底下方設備狀況檢測平臺的具體結(jié)構(gòu)進行進一步的說明。
[0020]所述檢測平臺還包括:伽利略定位設備，設置在船舶上，用于接收伽利略衛(wèi)星發(fā)送的伽利略定位數(shù)據(jù)。
[0021]所述檢測平臺還包括:供電設備，設置在船舶上，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。
[0022]所述檢測平臺還包括:移動硬盤，設置在船舶上，預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的破損區(qū)域所處曲線的周長、面積和形狀參數(shù)。
[0023]所述檢測平臺還包括:水下拍攝設備，包括半球形防水透明罩、輔助照明子設備和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備和所述CMOS攝像頭，所述輔助照明子設備為所述CMOS攝像頭的水下拍攝提供輔助照明，所述CMOS攝像頭對船底目標拍攝以獲得包含船底下方水下設備的水下圖像。
[0024]所述檢測平臺還包括:超聲波測距設備，設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設備的距離，并作為設備相對距離輸出；所述去散射處理設備與所述CMOS攝像頭、所述超聲波測距設備和所述輔助照明子設備分別連接，以獲得所述設備相對距離和所述輔助照明亮度，并基于所述設備相對距離和所述輔助照明亮度去