基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字圖像領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，采用潛水員下潛的方式去搜索水下人員的救援機(jī)制存在以下問題:潛水員人身安全得不到保障，激光成像控制技術(shù)落后，圖像識(shí)別精度不高以及缺乏有效的水下定位技術(shù)。導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中水下人員識(shí)別效果不佳，容易耽誤救援時(shí)間。
[0003]為此，本發(fā)明提出了一種基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)，能夠有效解決上述四大問題，以船舶為搜索主體，改善現(xiàn)有的搜救模式，提高搜救效率、速度和覆蓋面積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]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下水域檢測(cè)系統(tǒng)，在船底設(shè)置水下人員檢測(cè)平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)船舶全視野的落水人員檢測(cè)，同時(shí)，改善激光成像技術(shù)和圖像識(shí)別技術(shù)，而且，引入水下定位技術(shù)，從而完善水下落水人員目標(biāo)的識(shí)別和定位。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括船底安裝平臺(tái)、激光成像設(shè)備和人體檢測(cè)設(shè)備，所述激光成像設(shè)備和所述人體檢測(cè)設(shè)備都位于所述船底安裝平臺(tái)上，所述激光成像設(shè)備用于對(duì)船底正下方進(jìn)行激光拍攝以獲得水下激光圖像，所述人體檢測(cè)設(shè)備與所述激光成像設(shè)備連接，對(duì)所述水下激光圖像進(jìn)行人體存在檢測(cè)。
[0006]更具體地，在所述基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)中，還包括:GPS定位設(shè)備，設(shè)置在船舶上，用于接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS定位數(shù)據(jù)；移動(dòng)硬盤，設(shè)置在所述船底安裝平臺(tái)上，預(yù)先存儲(chǔ)了亮度閾值上限和亮度閾值下限，還用于預(yù)先存儲(chǔ)了人體灰度范圍和各類人體基準(zhǔn)模版，所述人體灰度范圍用于將圖像中的人體與背景分離，所述各類人體基準(zhǔn)模版為對(duì)各類基準(zhǔn)人體預(yù)先進(jìn)行拍攝所得到的各個(gè)圖像；聲納設(shè)備，設(shè)置在所述船底安裝平臺(tái)上，用于對(duì)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，設(shè)置在所述船底安裝平臺(tái)上，與所述聲納設(shè)備和所述移動(dòng)硬盤分別連接，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)備和所述移動(dòng)硬盤分別連接，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)備和所述移動(dòng)硬盤分別連接，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，設(shè)置在所述船底安裝平臺(tái)上，包括激光器、探測(cè)器和微控制器，所述激光器對(duì)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；所述人體檢測(cè)設(shè)備包括Daubechies小波濾波子設(shè)備、中值濾波子設(shè)備、尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備和目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備；所述Daubechies小波濾波子設(shè)備與所述探測(cè)器連接，用于對(duì)所述水下激光圖像采用基于2階Daubechies小波基的小波濾波處理，以濾除所述水下激光圖像中的高斯噪聲，獲得小波濾波圖像；所述中值濾波子設(shè)備與所述Daubechies小波濾波子設(shè)備連接，用于對(duì)所述小波濾波圖像執(zhí)行中值濾波處理，以濾除所述小波濾波圖像中的水粒子散射成分，獲得中值濾波圖像；所述尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備與所述中值濾波子設(shè)備連接，用于對(duì)所述中值濾波圖像執(zhí)行尺度變換增強(qiáng)處理，以增強(qiáng)圖像中目標(biāo)與背景的對(duì)比度，獲得增強(qiáng)圖像；所述目標(biāo)分割子設(shè)備與所述尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備連接，將所述增強(qiáng)圖像中像素灰度值在所述人體灰度范圍內(nèi)的所有像素組成人體子圖像；所述目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備與所述目標(biāo)分割子設(shè)備連接，將所述人體子圖像與各類人體基準(zhǔn)模版逐一匹配，輸出匹配成功的人體基準(zhǔn)模版對(duì)應(yīng)的人體類型作為目標(biāo)人體類型；供電設(shè)備，設(shè)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；AT89C51單片機(jī)，設(shè)置在船舶控制室內(nèi)，通過電纜與所述人體檢測(cè)設(shè)備連接，還與所述GPS定位設(shè)備和所述激光成像設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到所述目標(biāo)人體類型時(shí)，將所述水下激光圖像和所述人體子圖像分別進(jìn)行壓縮編碼以獲得水下壓縮圖像和目標(biāo)壓縮圖像；無線通信接口，與所述AT89C51單片機(jī)連接，用于在接收到所述目標(biāo)人體類型時(shí)，將所述GPS定位數(shù)據(jù)、所述水下壓縮圖像、所述目標(biāo)壓縮圖像和所述目標(biāo)人體類型通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到水上搜救平臺(tái)；顯示設(shè)備，設(shè)置在船舶的儀表盤內(nèi)，與所述AT89C51單片機(jī)連接，用于在接收到所述目標(biāo)人體類型時(shí)，顯示所述水下激光圖像和所述人體子圖像，還用于顯示與所述目標(biāo)人體類型對(duì)應(yīng)的文字信號(hào)。
[0007]更具體地，在所述基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)中:所述AT89C51單片機(jī)在未接收到所述目標(biāo)人體類型時(shí)，關(guān)閉所述無線通信接口，在接收到所述目標(biāo)人體類型時(shí)，打開所述無線通信接口。
[0008]更具體地，在所述基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)中:所述激光成像設(shè)備和所述人體檢測(cè)設(shè)備被集成在一塊集成電路板上。
[0009]更具體地，在所述基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)中:所述AT89C51單片機(jī)采用的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)為MPEG-2壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。
[0010]更具體地，在所述基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)中:所述無線通信接口設(shè)置在船舶外殼上，為GPRS通信接口、3G通信接口和4G通信接口中的一種。
【附圖說明】
[0011]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:
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0013]附圖標(biāo)記:1船底安裝平臺(tái)；2激光成像設(shè)備；3人體檢測(cè)設(shè)備
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)中，在營(yíng)救落水人員時(shí)，船舶由于搜索速度快、搜索位置更靠近水域而被廣泛使用，但是船舶很難對(duì)水下環(huán)境進(jìn)行人體識(shí)別和定位，同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中的在進(jìn)行水下識(shí)別時(shí)，激光成像控制差，圖像處理技術(shù)缺乏針對(duì)性。
[0016]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下水域檢測(cè)系統(tǒng)，在船低下集成了激光成像設(shè)備和激光成像控制設(shè)備，還集成了專門針對(duì)水下環(huán)境的圖像識(shí)別技術(shù)，拓寬船舶的搜索視野，提高水下人員檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于圖像處理的船下水域檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括船底安裝平臺(tái)、激光成像設(shè)備和人體檢測(cè)設(shè)備，所述激光成像設(shè)備和所述人體檢測(cè)