一種基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓方法。
【背景技術(shù)】
[0002]潛水員在潛水時(shí)，如果處于淺水區(qū)或者水下巖石過高，則潛水服容易與巖石碰撞，從而導(dǎo)致潛水服受損，嚴(yán)重情況下可能導(dǎo)致潛水員受傷，后果不堪設(shè)想。為了避免出現(xiàn)潛水員與水下巖石碰撞情況發(fā)生，需要在潛水員身上安置水下巖石檢測(cè)系統(tǒng)，然而，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有這樣的系統(tǒng)。
[0003]為此，本發(fā)明提出了一種基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓系統(tǒng)，能夠根據(jù)水下巖石的具體情況，確定潛水員佩戴輔助設(shè)備的處理策略，或挖掘或躲避，從而避免潛水員與巖石碰撞。

【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)明提供了一種基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓系統(tǒng)，通過水下定位技術(shù)確定水下巖石所在，通過包括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)備的巖石識(shí)別設(shè)備實(shí)時(shí)檢測(cè)巖石并判斷巖石大小，基于巖石具體大小制定不同的處理策略，從而避免潛水員與巖石碰撞。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓方法，該方法包括:1)提供一種基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓系統(tǒng)，所述避讓系統(tǒng)包括頭頂固定平臺(tái)、巖石檢測(cè)設(shè)備和岸基控制平臺(tái)，所述巖石檢測(cè)設(shè)備位于所述頭頂固定平臺(tái)上，用于檢測(cè)潛水員正前方是否存在巖石，所述岸基控制平臺(tái)與所述巖石檢測(cè)設(shè)備連接，以接收所述巖石檢測(cè)設(shè)備的識(shí)別結(jié)果；2)運(yùn)行所述系統(tǒng)。
[0006]更具體地，在所述基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓系統(tǒng)中，還包括:潛水驅(qū)動(dòng)設(shè)備，用于為潛水員的行進(jìn)提供輔助動(dòng)力，所述輔助動(dòng)力的方向?yàn)樯闲?、下浮、左向、右向、前進(jìn)和后退；挖掘設(shè)備，設(shè)置在所述頭頂固定平臺(tái)上，包括挖掘電機(jī)和挖掘驅(qū)動(dòng)器，所述挖掘驅(qū)動(dòng)器與所述挖掘電機(jī)連接，用于對(duì)前方巖石進(jìn)行挖掘；水上浮標(biāo)，設(shè)置在所述潛水員的上方水面上；供電設(shè)備，設(shè)置在所述水上浮標(biāo)上，包括防水密封罩、太陽能供電器件、蓄電池、切換開關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述防水密封罩用于容納所述太陽能供電器件、所述蓄電池、所述切換開關(guān)和所述電壓轉(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；格洛納斯定位設(shè)備，設(shè)置在所述水上浮標(biāo)上，由所述供電設(shè)備提供電力供應(yīng)，用于接收格洛納斯衛(wèi)星發(fā)送的格洛納斯定位數(shù)據(jù)；聲納探測(cè)設(shè)備，設(shè)置在所述水上浮標(biāo)上，由所述供電設(shè)備提供電力供應(yīng)，用于探測(cè)所述潛水員到所述水上浮標(biāo)的相對(duì)距離，并作為第一相對(duì)距離輸出；超聲波測(cè)距設(shè)備，設(shè)置在所述頭頂固定平臺(tái)上，用于測(cè)量所述潛水員距離前方巖石的距離，并作為第二相對(duì)距離輸出；靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，預(yù)先存儲(chǔ)了巖石灰度范圍和各類巖石基準(zhǔn)模版，所述巖石灰度范圍用于將圖像中的巖石與背景分離，所述各類巖石基準(zhǔn)模版為對(duì)各類基準(zhǔn)巖石預(yù)先進(jìn)行拍攝所得到的各個(gè)圖像，還預(yù)先存儲(chǔ)了巖石面積閾值、巖石高度閾值和巖石寬度閾值，所述巖石面積閾值與挖掘設(shè)備挖掘輸出功率成正比，所述巖石高度閾值與潛水驅(qū)動(dòng)設(shè)備瞬時(shí)爬升輸出功率成正比，所述巖石寬度閾值與潛水驅(qū)動(dòng)設(shè)備瞬時(shí)左右繞行輸出功率成正比；攝像設(shè)備，包括半球形防水透明罩、輔助照明子設(shè)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(shè)備和所述CMOS攝像頭，所述輔助照明子設(shè)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(duì)前方目標(biāo)拍攝以獲得包含前方目標(biāo)的水下圖像；所述巖石檢測(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CMOS攝像頭連接，用于對(duì)所述水下圖像采用基于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巖石灰度范圍內(nèi)的所有像素組成巖石子圖像；所述目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備與所述目標(biāo)分割子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，將所述巖石子圖像與各類巖石基準(zhǔn)模版逐一匹配，輸出匹配成功的巖石基準(zhǔn)模版對(duì)應(yīng)的巖石類型作為目標(biāo)巖石類型；巖石狀態(tài)分析設(shè)備，與所述巖石檢測(cè)設(shè)備和所述超聲波測(cè)距設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到所述目標(biāo)巖石類型時(shí)，基于所述第二相對(duì)距離和所述巖石子圖像占據(jù)所述水下圖像的面積百分比計(jì)算水下巖石橫向面積，基于所述第二相對(duì)距離和所述巖石子圖像縱向高度占據(jù)所述水下圖像縱向高度的高度百分比計(jì)算水下巖石高度，基于所述第二相對(duì)距離和所述巖石子圖像橫向?qū)挾日紦?jù)所述水下圖像橫向?qū)挾鹊膶挾劝俜直扔?jì)算水下巖石寬度；飛思卡爾頂X6處理器，設(shè)置在所述頭頂固定平臺(tái)上，與所述格洛納斯定位設(shè)備、所述聲納探測(cè)設(shè)備、所述超聲波測(cè)距設(shè)備、所述岸基控制平臺(tái)和所述巖石檢測(cè)設(shè)備分別連接，用于在接收到所述目標(biāo)巖石類型時(shí)，啟動(dòng)所述格洛納斯定位設(shè)備、所述聲納探測(cè)設(shè)備和所述超聲波測(cè)距設(shè)備以接收所述格洛納斯定位數(shù)據(jù)、所述第一相對(duì)距離和所述第二相對(duì)距離，基于所述格洛納斯定位數(shù)據(jù)、所述第一相對(duì)距離和所述第二相對(duì)距離計(jì)算并輸出巖石定位數(shù)據(jù)，并通過電纜將所述巖石子圖像和所述目標(biāo)巖石類型傳輸?shù)剿霭痘刂破脚_(tái)；其中，所述飛思卡爾頂X6處理器還與所述巖石狀態(tài)分析設(shè)備、所述巖石檢測(cè)設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到所述目標(biāo)巖石類型時(shí)，將所述水下巖石橫向面積與所述巖石面積閾值比較，所述水下巖石橫向面積小于等于所述巖石面積閾值則發(fā)出挖掘驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述水下巖石橫向面積大于所述巖石面積閾值則進(jìn)入躲避工作模式；所述飛思卡爾頂X6處理器在所述躲避工作模式中執(zhí)行以下操作:當(dāng)所述水下巖石高度小于等于所述巖石高度閾值時(shí)則發(fā)出上升驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)所述水下巖石高度大于所述巖石高度閾值時(shí)，進(jìn)一步判斷所述水下巖石寬度和所述巖石寬度閾值的比較結(jié)果:當(dāng)所述水下巖石寬度小于等于所述巖石寬度閾值時(shí)則發(fā)出左右繞行驅(qū)動(dòng)信號(hào)，否則，發(fā)出后退驅(qū)動(dòng)信號(hào)；所述飛思卡爾頂X6處理器還與所述潛水驅(qū)動(dòng)設(shè)備連接，以將所述上升驅(qū)動(dòng)信號(hào)、所述左右繞行驅(qū)動(dòng)信號(hào)或后退驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備；所述飛思卡爾頂X6處理器還與所述挖掘驅(qū)動(dòng)器連接，以將所述挖掘驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到所述挖掘驅(qū)動(dòng)器。
[0007]更具體地，在所述基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓系統(tǒng)中:所述飛思卡爾IMX6處理器在未接收到所述目標(biāo)巖石類型時(shí)，關(guān)閉所述格洛納斯定位設(shè)備、所述聲納探測(cè)設(shè)備和所述超聲波測(cè)距設(shè)備。
[0008]更具體地，在所述基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓系統(tǒng)中:所述飛思卡爾IMX6處理器與所述巖石檢測(cè)設(shè)備集成在一塊集成電路板上。
[0009]更具體地，在所述基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓系統(tǒng)中，所述避讓系統(tǒng)還包括:移動(dòng)通信接口，與所述岸基控制平臺(tái)連接，用于建立所述岸基控制平臺(tái)與水上救援中心之間的無線數(shù)據(jù)連接。
[0010]更具體地，在所述基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓系統(tǒng)中:所述潛水驅(qū)動(dòng)設(shè)備設(shè)置在潛水員穿戴的潛水衣上。
【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)施方案示出的基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0013]附圖標(biāo)記:1頭頂固定平臺(tái)；2巖石檢測(cè)設(shè)備；3岸基控制平臺(tái)
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)通信的潛水員水下巖石避讓系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]水下巖石由于千變?nèi)f化，形狀不固定，分布沒有規(guī)律，而對(duì)水下作業(yè)的潛水員造成安全威脅，尤其是對(duì)于處于深海探索的潛水員，一旦潛水服被劃破，很可能造成潛