本發(fā)明涉及無(wú)線通信，尤其涉及一種用于水下機(jī)器人的無(wú)線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，多個(gè)水下機(jī)器人水下作業(yè)裝置協(xié)作將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。例如，在深海探索、水下考古、水下娛樂(lè)等領(lǐng)域，多個(gè)水下機(jī)器人協(xié)作將帶來(lái)更大的靈活性和效率。

2、由于水下環(huán)境復(fù)雜，不時(shí)出現(xiàn)魚(yú)群、湍流等干擾因素，在水下拍攝圖像的質(zhì)量較差，而且多個(gè)水下機(jī)器人具有自己的時(shí)鐘，很難將多個(gè)水下機(jī)器人的拍攝的圖像進(jìn)行時(shí)間對(duì)齊。而且，在進(jìn)行圖像傳輸時(shí)，由于水下和大氣中的環(huán)境問(wèn)題，還可能會(huì)影響鏈路質(zhì)量，造成丟包、誤碼等問(wèn)題。

3、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于水下機(jī)器人的無(wú)線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和方法，通過(guò)在水下設(shè)置按照設(shè)定明暗變換規(guī)律的光，從而根據(jù)亮度同時(shí)解決圖像對(duì)時(shí)以及最優(yōu)鏈路傳輸?shù)募夹g(shù)問(wèn)題。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于水下機(jī)器人的無(wú)線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，包括：

3、多個(gè)水下機(jī)器人，用于對(duì)待測(cè)的水下目標(biāo)進(jìn)行多角度實(shí)時(shí)拍攝得到多張圖像，并對(duì)每張圖像打上原始時(shí)間戳；

4、水下燈具，與所述多個(gè)水下機(jī)器人距離在設(shè)定范圍內(nèi)，朝向所述水下目標(biāo)，發(fā)出按照設(shè)定明暗變換規(guī)律的光；

5、水下處理器，與所述多個(gè)水下機(jī)器人連接，用于獲取所述多張圖像；根據(jù)圖像中的亮度修正所述原始時(shí)間戳得到修正時(shí)間戳；根據(jù)所述修正時(shí)間戳對(duì)多張圖像進(jìn)行對(duì)時(shí)；將帶有修正時(shí)間戳的多張圖像發(fā)送到中繼通信平臺(tái)；

6、所述中繼通信平臺(tái)匯總同一修正時(shí)間戳的多張圖像形成圖像組；根據(jù)天氣預(yù)測(cè)結(jié)果和圖像組的亮度等級(jí)，確定圖像組中采用自由空間光通信fso鏈路和射頻通信rf鏈路的圖像數(shù)量比例，按照所述圖像數(shù)量比例通過(guò)對(duì)應(yīng)的通信鏈路發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端；

7、所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端用于將圖像組中的圖像進(jìn)行全景拼接，得到所述水下目標(biāo)的全貌。

8、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于水下機(jī)器人的無(wú)線遠(yuǎn)程控制方法，應(yīng)用于任一用于水下機(jī)器人的無(wú)線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，該方法包括：

9、通過(guò)水下處理器獲取所述多張圖像；根據(jù)圖像中的亮度修正所述原始時(shí)間戳得到修正時(shí)間戳；根據(jù)所述修正時(shí)間戳對(duì)多張圖像進(jìn)行對(duì)時(shí)；將帶有修正時(shí)間戳的多張圖像發(fā)送到中繼通信平臺(tái)；其中，所述水下目標(biāo)被按照設(shè)定明暗變換規(guī)律的光所照射；

10、通過(guò)所述中繼通信平臺(tái)匯總同一修正時(shí)間戳的多張圖像形成圖像組；根據(jù)天氣預(yù)測(cè)結(jié)果和圖像組的亮度等級(jí)，確定圖像組中采用自由空間光通信fso鏈路和射頻通信rf鏈路的圖像數(shù)量比例，按照所述圖像數(shù)量比例通過(guò)對(duì)應(yīng)的通信鏈路發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端；

11、通過(guò)所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端將圖像組中的圖像進(jìn)行全景拼接，得到所述水下目標(biāo)的全貌。

12、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果：

13、1、通過(guò)按照設(shè)定明暗變換規(guī)律的光，可以在圖像中體現(xiàn)不同的亮度變化，從而根據(jù)該亮度的變化情況對(duì)不同水下機(jī)器人拍攝的圖像進(jìn)行對(duì)時(shí)。

14、2、由于水下可見(jiàn)度很低，亮度越高的圖像的清晰度越高，越能體現(xiàn)水下目標(biāo)的外觀，因此根據(jù)圖像組的亮度等級(jí)和天氣預(yù)測(cè)結(jié)果綜合調(diào)整fso鏈路和rf鏈路所傳輸數(shù)據(jù)的比例，這樣可以保證高度較高的圖像優(yōu)先通過(guò)質(zhì)量較好的鏈路來(lái)傳輸，減少誤碼率，提高最終生成的圖像質(zhì)量。

15、3、本發(fā)明提供了一種新穎的多水下機(jī)器人的協(xié)作場(chǎng)景，即多個(gè)水下機(jī)器人對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行多角度實(shí)時(shí)拍攝，由水下處理器和中繼通信平臺(tái)進(jìn)行對(duì)時(shí)和高質(zhì)量傳輸，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端將同一時(shí)間戳的圖像組進(jìn)行全景拼接，從而得到水下目標(biāo)的全貌，相比于現(xiàn)有技術(shù)中只能通過(guò)單個(gè)水下機(jī)器人巡游來(lái)拍攝水下目標(biāo)，本發(fā)明通過(guò)多機(jī)器人協(xié)作可以精準(zhǔn)、及時(shí)地捕捉水下目標(biāo)的全貌，以及全貌的變化情況。

16、4、本實(shí)施例通過(guò)在水下放置水下燈具，并通過(guò)一系列的計(jì)算方法，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同水下機(jī)器人拍攝圖像的時(shí)間對(duì)齊，以及高亮度圖像的高質(zhì)量傳輸，方法簡(jiǎn)單有效，成本低，不需要復(fù)雜的圖像處理算法(僅提取了亮度)，不需要衛(wèi)星授時(shí)，在衛(wèi)星信號(hào)較差時(shí)依然能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明提供的方法。

技術(shù)特征：

1.一種用于水下機(jī)器人的無(wú)線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)圖像中的亮度修正所述原始時(shí)間戳得到修正時(shí)間戳，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述統(tǒng)計(jì)值包括平均值、最大值或者最小值；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述修正原始時(shí)間戳得到修正時(shí)間戳，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述亮度等級(jí)包括高和低；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水下機(jī)器人包括：姿態(tài)傳感器、深度傳感器、中央控制模塊、推進(jìn)器、照明燈、交換機(jī)模塊、聲吶和攝像頭。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中繼通信平臺(tái)包括深度計(jì)和自動(dòng)收放線纜機(jī)構(gòu)；

8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端用于將所述水下目標(biāo)的全貌顯示在界面上，以及通過(guò)所述中繼通信平臺(tái)向多個(gè)水下機(jī)器人發(fā)送控制指令。

9.一種用于水下機(jī)器人的無(wú)線遠(yuǎn)程控制方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的用于水下機(jī)器人的無(wú)線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種用于水下機(jī)器人的無(wú)線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和方法。該方法通過(guò)水下處理器獲取多個(gè)水下機(jī)器人拍攝的多張圖像；根據(jù)圖像中的亮度修正所述原始時(shí)間戳得到修正時(shí)間戳；根據(jù)所述修正時(shí)間戳對(duì)多張圖像進(jìn)行對(duì)時(shí)；將帶有修正時(shí)間戳的多張圖像發(fā)送到中繼通信平臺(tái)；通過(guò)中繼通信平臺(tái)匯總同一修正時(shí)間戳的多張圖像形成圖像組；根據(jù)天氣預(yù)測(cè)結(jié)果和圖像組的亮度等級(jí)，確定圖像組中采用FSO鏈路和RF鏈路的圖像數(shù)量比例，按照所述圖像數(shù)量比例通過(guò)對(duì)應(yīng)的通信鏈路發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。本發(fā)明通過(guò)在水下設(shè)置按照設(shè)定明暗變換規(guī)律的光，從而根據(jù)亮度同時(shí)解決圖像對(duì)時(shí)以及最優(yōu)鏈路傳輸?shù)募夹g(shù)問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：李寧,肖偉,邵宏慶,劉賽陽(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無(wú)錫中惠天澤智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18