基于物联网的水下智能检测系统及其工作方法 |
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| 申请号 | CN201710310648.2 | 申请日 | 2017-05-05 | 公开(公告)号 | CN107064158A | 公开(公告)日 | 2017-08-18 |
| 申请人 | 河海大学常州校区; | 发明人 | 顾庆华; 谭蓉俊; 付强; 朱昌平; 单鸣雷; 姚澄; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种基于 物联网 的 水 下智能检测系统及其工作方法，本水下智能检测系统包括：水下检测装置，与该水下检测装置相连的 浮漂 装置和陆地中控装置；其中所述水下检测装置适于拍摄水下图像视频，并通过有线方式传输至浮漂装置，所述浮漂装置将图像视频数据发送至陆地中控装置；本发明的水下智能检测系统及其工作方法通过水下检测装置与浮漂装置配合移动，便于对水下检测装置的 位置 ，即经纬度进行 定位 ，以至通过陆地中控装置能够获得水下检测装置的正确方位，不至于丢失水下检测装置，并且由陆地中控装置将采集到的图像 信号 进行共享发布，便于移动终端进行调取 访问 ，以对缝隙进行专家会诊。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种水下智能检测系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 基于物联网的水下智能检测系统及其工作方法技术领域[0001] 本发明涉及一种水下探索系统，具体涉及一种基于物联网的水下智能检测系统及其工作方法。 背景技术[0002] 海洋面积占全球总面积的71％，水下建筑物的建设也日益增多。由于水下环境恶劣、腐蚀程度大，加之年代久远，很多水下建筑物缝隙加大、多处渗水、强度降低。水下电缆破损、输油管道断裂现象频出。因此，大坝、电缆、输油管道等水下设施的检修和维护就显得尤为重要。然而，人为地进行水下检测，费事费力，成本非常高且效率、安全性低，局限性大。 [0003] 智能物联网作为世界信息产业的第三次浪潮，是具有高速的计算能力和先进的控制技术在网络环境中深度融合的新型智能系统。智能物联系统的提出，对于增强水下无人机的智能性、实现资源的优化配置、提高群体协作效率等方面都有深远的意义。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种基于物联网的水下智能检测系统及其工作方法。 [0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水下智能检测系统，包括： [0006] 水下检测装置，与该水下检测装置相连的浮漂装置和陆地中控装置；其中[0007] 所述水下检测装置适于拍摄水下图像视频，并通过有线方式传输至浮漂装置，所述浮漂装置将图像视频数据发送至陆地中控装置。 [0010] 进一步，所述水下四旋翼无人机还安装有与处理器模块相连的声呐模块，并通过第一数据收发模块将声呐数据发送至浮漂装置； [0011] 所述浮漂装置还包括：与主机处理器模块相连的GPS模块，且通过GPS模块获得浮漂装置所在水域的地理位置；以及将声呐数据发送至陆地中控装置； [0012] 所述陆地中控装置适于根据声呐数据对水底场景进行建模，以确定当前水下四旋翼无人机所在水底位置。 [0013] 进一步，所述浮漂装置包括：四方推进机构，所述主机处理器模块适于获得当前水下四旋翼无人机所在水底位置，并控制四方推进机构推动浮漂装置跟随水下四旋翼无人机移动。 [0014] 进一步，所述陆地中控装置还适于对采集到的图像视频数据进行特征值进行提取，并将提取数据进行共享，以便于移动终端进行调取访问。 [0015] 进一步，所述陆地中控装置对图像视频数据进行特征值进行提取，即[0016] 包括：图像视频截图模块、降噪模块、图像均衡处理模块、亮度调节模块、灰度处理模块、边缘处理模块、特征值提取模块和缩放模块； [0018] 所述特征值提取模块将调用的缝隙数据库中缝隙图像特征与各帧图像数据进行比较，若相似度高于设定值，则判定为疑似缝隙，并判断缝隙类型，以及还通过缩放模块将该帧图像数据中疑似缝隙位置进行放大后再次截图； [0019] 所述陆地中控装置适于将该帧图像以及放大截图数据进行共享，以便于移动终端进行调取访问。 [0021] 当陆地中控装置判断为出现的疑似缝隙为输油管道缝隙时，通过浊度传感器采集水中的浊度值，当在缝隙附近区域浊度值异常升高时，则确定为输油管道缝隙。 [0022] 又一方面，本发明还提供了一种所述的水下智能检测系统的工作方法，即[0023] 所述水下检测装置适于拍摄水下图像视频，并通过有线方式传输至浮漂装置，所述浮漂装置将图像视频数据发送至陆地中控装置。 [0024] 进一步，所述水下检测装置包括：水下四旋翼无人机，以及安装于该水下四旋翼无人机上的处理器模块，与该处理器模块相连的云台水下摄像机和第一数据收发模块； [0025] 所述浮漂装置包括：第二数据收发模块，与该第二数据收发模块相连的主机处理器模块，该主机处理器模块的信号输出端与无线模块相连，且通过所述无线模块将图像视频数据无线发送至陆地中控装置。 [0026] 进一步，所述水下四旋翼无人机还安装有与处理器模块相连的声呐模块，并通过第一数据收发模块将声呐数据发送至浮漂装置； [0027] 所述浮漂装置还包括：与主机处理器模块相连的GPS模块，且通过GPS模块获得浮漂装置所在水域的地理位置；以及将声呐数据发送至陆地中控装置； [0028] 所述陆地中控装置适于根据声呐数据对水底场景进行建模，以确定当前水下四旋翼无人机所在水底位置；以及 [0029] 所述浮漂装置包括：四方推进机构，所述主机处理器模块适于获得当前水下四旋翼无人机所在水底位置，并控制四方推进机构推动浮漂装置跟随水下四旋翼无人机移动。 [0030] 本发明的有益效果是，本发明的水下智能检测系统及其工作方法通过水下检测装置与浮漂装置配合移动，便于对水下检测装置的位置，即经纬度进行定位，以至通过陆地中控装置能够获得水下检测装置的正确方位，不至于丢失水下检测装置，并且由陆地中控装置将采集到的图像信号进行共享发布，通过移动终端进行调取访问，以后期对缝隙进行专家会诊。附图说明 [0031] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0032] 图1是本发明的水下智能检测系统的各部分位置示意图； [0033] 图2是本发明的水下智能检测系统的原理框图； [0034] 图3是本发明的水下智能检测系统的电路框图； [0035] 图4是本发明的浮漂装置的结构示意图。 [0036] 图中：水下检测装置1、浮漂装置2、四方推进机构201、陆地中控装置3。 具体实施方式[0037] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。 [0038] 实施例1 [0039] 如图1至图4所示，本实施例1提供了一种水下智能检测系统，包括： [0040] 水下检测装置，与该水下检测装置相连的浮漂装置和陆地中控装置；其中所述水下检测装置适于拍摄水下图像视频，并通过有线方式传输至浮漂装置，所述浮漂装置将图像视频数据发送至陆地中控装置。 [0041] 所述水下检测装置包括：水下四旋翼无人机，以及安装于该水下四旋翼无人机上的处理器模块，与该处理器模块相连的云台水下摄像机和第一数据收发模块，以及还包括用于照明的LED高亮灯；所述浮漂装置包括：第二数据收发模块，与该第二数据收发模块相连的主机处理器模块，该主机处理器模块的信号输出端与无线模块相连，且通过所述无线模块将图像视频数据无线发送至陆地中控装置。 [0042] 所述第一、第二数据收发模块例如但不限于采用光纤收发模块。 [0043] 所述水下四旋翼无人机还安装有与处理器模块相连的声呐模块，并通过第一数据收发模块将声呐数据发送至浮漂装置；所述浮漂装置还包括：与主机处理器模块相连的GPS模块，且通过GPS模块获得浮漂装置所在水域的地理位置；以及将声呐数据发送至陆地中控装置；所述陆地中控装置适于根据声呐数据对水底场景进行建模，以确定当前水下四旋翼无人机所在水底位置，避免水下四旋翼无人机出现丢失的情况。 [0044] 具体的，所述处理器模块和主机处理器模块例如但不限于采用STM32F407ZGT6，GPS模块通过串口与主机处理器模块相连。 [0045] 如图4所示，所述浮漂装置包括：四方推进机构，所述主机处理器模块适于获得当前水下四旋翼无人机所在水底位置，并控制四方推进机构推动浮漂装置跟随水下四旋翼无人机移动。 [0046] 所述四方推进机构具体包括四个方向的推进器，所述主机处理器模块适于控制一个或相邻两个推进器同时工作，以控制浮漂装置进行。 [0047] 所述陆地中控装置还适于对采集到的图像视频数据进行特征值进行提取，并将提取数据进行共享，以便于移动终端进行调取访问。 [0048] 具体的，所述陆地中控装置对图像视频数据进行特征值进行提取，即包括：图像视频截图模块、降噪模块、图像均衡处理模块、亮度调节模块、灰度处理模块、边缘处理模块、特征值提取模块和缩放模块；首先通过图像视频截图模块抽取图像视频各帧图像数据，各帧图像数据逐帧经过降噪模块，和/或图像均衡处理模块，和/或亮度调节模块，和/或灰度处理模块，和/或边缘处理模块后进入特征值提取模块；所述特征值提取模块将调用的缝隙数据库中缝隙图像特征与各帧图像数据进行比较，若相似度高于设定值，则判定为疑似缝隙，并判断缝隙类型，以及还通过缩放模块将该帧图像数据中疑似缝隙位置进行放大后再次截图；具体的，所述陆地中控装置内设有服务器，以适于将该帧图像以及放大截图数据进行共享，以便于移动终端(检修部门)进行调取访问。 [0049] 具体的，可以在缝隙数据库中预存各种缝隙图像特征(缝隙图像特征包括：缝隙颜色、开口宽度，开口长度，开口边缘的颜色参数等)进行相似度比对。 [0050] 所述水下四旋翼无人机还安装有与处理器模块相连的浊度传感器；当陆地中控装置判断为出现的疑似缝隙为输油管道缝隙时，通过浊度传感器采集水中的浊度值，当在缝隙附近区域浊度值异常升高时，则确定为输油管道缝隙。 [0051] 实施例2 [0052] 在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种水下智能检测系统的工作方法，所述水下检测装置适于拍摄水下图像视频，并通过有线方式传输至浮漂装置，所述浮漂装置将图像视频数据发送至陆地中控装置。 [0053] 所述水下检测装置包括：水下四旋翼无人机，以及安装于该水下四旋翼无人机上的处理器模块，与该处理器模块相连的云台水下摄像机和第一数据收发模块；所述浮漂装置包括：第二数据收发模块，与该第二数据收发模块相连的主机处理器模块，该主机处理器模块的信号输出端与无线模块相连，且通过所述无线模块将图像视频数据无线发送至陆地中控装置。 [0054] 所述水下四旋翼无人机还安装有与处理器模块相连的声呐模块，并通过第一数据收发模块将声呐数据发送至浮漂装置；所述浮漂装置还包括：与主机处理器模块相连的GPS模块，且通过GPS模块获得浮漂装置所在水域的地理位置；以及将声呐数据发送至陆地中控装置；所述陆地中控装置适于根据声呐数据对水底场景进行建模，以确定当前水下四旋翼无人机所在水底位置；以及所述浮漂装置包括：四方推进机构，所述主机处理器模块适于获得当前水下四旋翼无人机所在水底位置，并控制四方推进机构推动浮漂装置跟随水下四旋翼无人机移动。 |
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