CN115507747A - 一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及图像识别和水下定位技术领域，特别涉及一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，通过将探头装置置于水中，通过超声波发生器向超声波接收器和水中物体发送超声波信，并进行A/D采集，通过多目摄像头拍摄水中物体照片，将检测数据传送至PC端进行存储和分析处理，与PC端数据库存储图样数据进行对比，超声波入射到水中物体之后，会和组织产生反射以及折射，超声波接收器再接收到这些反射和折射回来的信号，PC端的显示屏将显示出检测数值，数据分析处理后PC端显示屏显示出水中的物体的大小和方位，通过此方式可增大了探头装置在水中的搜索范围，一定程度上提高了搜索物体的精准度。
Description
技术领域
本发明属于图像识别和水下定位技术领域，特别涉及一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法。
背景技术
水下目标搜索与识别***一般分为光视觉***和声视觉***，当距离物体十米以内，一般采用光视觉***，当距离物体大于十米以上时则用声视觉***。
经检索，中国专利文件申请号为：201520051809.7，公开了一种水下目标中心位置搜索***，包括水下CMOS摄像头、目标搜索设备、水下电缆和无线收发设备，所述水下CMOS摄像头用于拍摄水下图像，所述目标搜索设备与所述水下CMOS摄像头连接，对所述水下图像进行图像处理以识别出所述水下图像中的水下目标的中心位置，并将标记了所述中心位置的所述水下图像作为复合图像通过所述水下电缆发送给所述无线收发设备，所述无线收发设备将所述复合图像无线发送给远端的水下目标搜索平台。通过该实用新型，能够在水下环境下自动获取水下目标的种类、形状和中心位置，为水下探测提供可靠的参考数据。
但是，该装置仍存在以下缺陷：
当距离物体大于十米以上时，光或声音的传播受水或其他干扰物影响使传播距离变短，限制了搜索范围，从而影响了搜索的精准度，因此我们需要提出一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法来提高搜索精准度。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，包括如下步骤：
S1、将安装有摄像头、超声波接收器和超声波发生器的水中探头装置置于水中，通过超声波发生器向超声波接收器和水中物体发送超声波信号，并进行A/D采集；
S2、多目摄像头拍摄水中物体照片，将检测数据传送至PC端进行存储和分析处理，与PC端数据库存储图样数据进行对比；
S3、超声波入射到水中物体之后，会和组织产生反射以及折射，超声波接收器再接收到这些反射和折射回来的信号，主要是反射信号，PC端的显示屏将显示出检测数值；
S4、数据分析处理后PC端显示屏显示出水中的物体，水中物体的大小和方位。
进一步的，步骤S1中所述摄像头设置为多目摄像头，所述摄像头包括调节装置和多个镜头，所述调节装置包括固定盘和至少两个支架，所述支架包括用于安装镜头的第一支架，所述第一支架可移动地设置在固定盘上，且所述第一支架能沿着固定盘的圆周方向移动，通过多个镜头便于拍摄不同视角的物位，从而提高拍摄范围。
进一步的，所述摄像头还包括补光装置，所述补光装置包括多个补光灯和环状底座，所述环状底座套接在多个镜头的外部，多个所述补光灯沿着环状灯座的圆周方向分散布置，通过补光装置对镜头提供光源，提高拍摄清晰度。
进一步的，所述探头装置包括壳体，所述超声波接收器和超声波发射器均安装壳体的内部，且所述壳体的侧壁设置有供超声波接收器和超声波发射器信号接收的透视窗，所述摄像头通过防水罩安装在壳体的侧壁，且所述摄像头与超声波接收器和超声波发射器呈错位设置。
进一步的，步骤S2中所述多目摄像头拍摄水中物体照片时，使用多个多目摄像头从不同角度拍摄不同视角物体的照片，从拍摄的照片中提取检测数据给PC端处理和储存。
进一步的，所述PC端是通过个人电脑进行数据分析和处理，个人电脑包括笔记本或台式电脑，所述个人电脑包括数据处理器和显示屏，所述个人电脑在接收到照片中提取的检测数据后，通过数据处理器对数据进行图样数据的对比。
进一步的，步骤S3中所述超声波是通过超声波发生器发出超声波信号，将超声波信号传输至水中的物体，通过物体产生折射和反射，超声波接收器接收方向与超声波发生器的发出方向一致。
进一步的，所述超声波发生器和超声波接收器接收的超声波信息传输至PC端，PC端的数据处理器对超声信息进行分析、对比和整理，得到检测的数据，检测数据通过PC端的显示屏显示。
进一步的，所述探头装置设置有多组，多组所述探头装置等距分布在物体的***。
进一步的，步骤S4中所述PC端的数据处理器对接收到的反射和折射的超声信息进行比对和分析，得出水中物体的实际位置和轮廓。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过将探头装置置于水中，通过超声波发生器向超声波接收器和水中物体发送超声波信，并进行A/D采集，通过多目摄像头拍摄水中物体照片，将检测数据传送至PC端进行存储和分析处理，与PC端数据库存储图样数据进行对比，超声波入射到水中物体之后，会和组织产生反射以及折射，超声波接收器再接收到这些反射和折射回来的信号，PC端的显示屏将显示出检测数值，数据分析处理后PC端显示屏显示出水中的物体的大小和方位，通过此方式可增大了探头装置在水中的搜索范围，一定程度上提高了搜索物体的精准度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的流程框图；
图2示出了根据本发明实施例的逻辑结构示意图；
图3示出了根据本发明实施例的超声波接收器与超声波发生器的结构示意图；
图4示出了根据本发明实施例的超声波接收器与超声波发生器的工作原理说明图。
图中：1、超声波发生器；2、超声波接收器一；3、超声波接收器二；4、超声波接收器三；5、水中物体。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，如图1-4所示，包括如下步骤：
S1、将安装有摄像头、超声波接收器和超声波发生器的水中探头装置置于水中，通过超声波发生器向超声波接收器和水中物体发送超声波信号，并进行A/D采集；
所述摄像头设置为多目摄像头，所述摄像头包括调节装置和多个镜头，所述调节装置包括固定盘和至少两个支架，所述支架包括用于安装镜头的第一支架，所述第一支架可移动地设置在固定盘上，且所述第一支架能沿着固定盘的圆周方向移动，通过多个镜头便于拍摄不同视角的物位，从而提高拍摄范围。
所述摄像头还包括补光装置，所述补光装置包括多个补光灯和环状底座，所述环状底座套接在多个镜头的外部，多个所述补光灯沿着环状灯座的圆周方向分散布置，通过补光装置对镜头提供光源，提高拍摄清晰度。
所述探头装置包括壳体，所述超声波接收器和超声波发射器均安装壳体的内部，且所述壳体的侧壁设置有供超声波接收器和超声波发射器信号接收的透视窗，所述摄像头通过防水罩安装在壳体的侧壁，且所述摄像头与超声波接收器和超声波发射器呈错位设置。
S2、多目摄像头拍摄水中物体照片，将检测数据传送至PC端进行存储和分析处理，与PC端数据库存储图样数据进行对比；
所述多目摄像头拍摄水中物体照片时，使用多个多目摄像头从不同角度拍摄不同视角物体的照片，从拍摄的照片中提取检测数据给PC端处理和储存；
所述PC端是通过个人电脑进行数据分析和处理，个人电脑包括笔记本或台式电脑，所述个人电脑包括数据处理器和显示屏，所述个人电脑在接收到照片中提取的检测数据后，通过数据处理器对数据进行图样数据的对比。
S3、超声波入射到水中物体之后，会和组织产生反射以及折射，超声波接收器再接收到这些反射和折射回来的信号，主要是反射信号，PC端的显示屏将显示出检测数值；
所述超声波是通过超声波发生器发出超声波信号，将超声波信号传输至水中的物体，通过物体产生折射和反射，超声波接收器接收方向与超声波发生器的发出方向一致。
所述超声波发生器和超声波接收器接收的超声波信息传输至PC端，PC端的数据处理器对超声信息进行分析、对比和整理，得到检测的数据，检测数据通过PC端的显示屏显示。
所述探头装置设置有多组，多组所述探头装置等距分布在物体的***，如图3和图4所示，每个探头装置包含有一个超声波发生器1、超声波接收器一2、超声波接收器二3和超声波接收器三4，超声波接收器一2、超声波接收器二3和超声波接收器三4接收超声波发生器1发出的超声波信号以及水中物体5折射和反射回超声波接收器的超声波信号。
S4、数据分析处理后PC端显示屏显示出水中的物体，水中物体的大小和方位。
所述PC端的数据处理器对接收到的反射和折射的超声信息进行比对和分析，得出水中物体的实际位置和轮廓。
综合以上，通过将探头装置置于水中，通过超声波发生器向超声波接收器和水中物体发送超声波信，并进行A/D采集，通过多目摄像头拍摄水中物体照片，将检测数据传送至PC端进行存储和分析处理，与PC端数据库存储图样数据进行对比，超声波入射到水中物体之后，会和组织产生反射以及折射，超声波接收器再接收到这些反射和折射回来的信号，PC端的显示屏将显示出检测数值，数据分析处理后PC端显示屏显示出水中的物体的大小和方位，通过此方式可增大了探头装置在水中的搜索范围，一定程度上提高了搜索物体的精准度。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将安装有摄像头、超声波接收器和超声波发生器的水中探头装置置于水中，通过超声波发生器向超声波接收器和水中物体发送超声波信号，并进行A/D采集；
S2、多目摄像头拍摄水中物体照片，将检测数据传送至PC端进行存储和分析处理，与PC端数据库存储图样数据进行对比；
S3、超声波入射到水中物体之后，会和组织产生反射以及折射，超声波接收器再接收到这些反射和折射回来的信号，主要是反射信号，PC端的显示屏将显示出检测数值；
S4、数据分析处理后PC端显示屏显示出水中的物体，水中物体的大小和方位。
2.根据权利要求1所述的一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，其特征在于：步骤S1中所述摄像头设置为多目摄像头，所述摄像头包括调节装置和多个镜头，所述调节装置包括固定盘和至少两个支架，所述支架包括用于安装镜头的第一支架，所述第一支架可移动地设置在固定盘上，且所述第一支架能沿着固定盘的圆周方向移动，通过多个镜头便于拍摄不同视角的物位，从而提高拍摄范围。
3.根据权利要求2所述的一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，其特征在于：所述摄像头还包括补光装置，所述补光装置包括多个补光灯和环状底座，所述环状底座套接在多个镜头的外部，多个所述补光灯沿着环状灯座的圆周方向分散布置，通过补光装置对镜头提供光源，提高拍摄清晰度。
4.根据权利要求3所述的一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，其特征在于：所述探头装置包括壳体，所述超声波接收器和超声波发射器均安装壳体的内部，且所述壳体的侧壁设置有供超声波接收器和超声波发射器信号接收的透视窗，所述摄像头通过防水罩安装在壳体的侧壁，且所述摄像头与超声波接收器和超声波发射器呈错位设置。
5.根据权利要求4所述的一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，其特征在于：步骤S2中所述多目摄像头拍摄水中物体照片时，使用多个多目摄像头从不同角度拍摄不同视角物体的照片，从拍摄的照片中提取检测数据给PC端处理和储存。
6.根据权利要求5所述的一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，其特征在于：所述PC端是通过个人电脑进行数据分析和处理，个人电脑包括笔记本或台式电脑，所述个人电脑包括数据处理器和显示屏，所述个人电脑在接收到照片中提取的检测数据后，通过数据处理器对数据进行图样数据的对比。
7.根据权利要求6所述的一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，其特征在于：步骤S3中所述超声波是通过超声波发生器发出超声波信号，将超声波信号传输至水中的物体，通过物体产生折射和反射，超声波接收器接收方向与超声波发生器的发出方向一致。
8.根据权利要求7所述的一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，其特征在于：所述超声波发生器和超声波接收器接收的超声波信息传输至PC端，PC端的数据处理器对超声信息进行分析、对比和整理，得到检测的数据，检测数据通过PC端的显示屏显示。
9.根据权利要求1所述的一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，其特征在于：所述探头装置设置有多组，多组所述探头装置等距分布在物体的***。
10.根据权利要求1所述的一种用于水中漂浮物图像识别和定位的方法，其特征在于：步骤S4中所述PC端的数据处理器对接收到的反射和折射的超声信息进行比对和分析，得出水中物体的实际位置和轮廓。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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