[实用新型]一种基于图像的水下物体采集装置

说明书

技术领域

本实用新型属于水下机器人技术领域，具体涉及基于图像的水下物体采集装置。

背景技术

在未来海洋开发的过程中，由于人很难进行水下作业，自主水下采集装置必定成为水下检测、海洋资源采集的必备工具。而水下环境复杂，现有的水下环境、地形、物体检测的手段无法很好的对水下进行检测和重现；而图像所携带的信息直观，且信息量大。所以，具备一种图像的水下自主物体采集装置就显得尤为重要。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于图像的水下物体采集装置，解决现有技术中无法对水下环境精确测量和重现的技术问题。

本实用新型为解决上述技术问题，技术方案如下：

一种基于图像的水下物体采集装置，包括基体和设置在基体内的电源管理单元、图像采集单元、数据分析存储单元、运动控制单元，所述电源管理单元分别与图像采集单元、数据分析存储单元和运动控制单元之间电连接，图像采集单元和运动控制单元分别与数据分析存储单元之间电连接。

所述电源管理单元包括锂电池和充电保护电路，所述锂电池为聚合物充电锂电池。

所述图像采集单元包括水下探照灯、水下摄像头以及图像数字化电路，水下探照灯、水下摄像头分别与图像数字化电路和数据分析存储单元之间电连接。

所述数据分析存储单元包括一个ARM9的处理器和一个存储器。

所述运动控制单元包括两个机械臂。

数据分析单元采用ARM9系列处理器，分析图像数据，从中识别出目标，并控制整个水下物体采集装置的水下行为；运动控制单元可分为1）运动控制模块：控制水下物体采集装置在水下的运动轨迹。2）物体抓取模块：由两个机械臂组成，对水下目标进行抓取。

进一步地，上述电源管理单元由锂电池充电装置、锂电池、开关电源组成。电源管理单元和其他三个单元相连接，为其他三个单元提供电能供应。

图像采集单元通过高清水下摄像头，实时采集图像，并将实时图像数字化。当水下光线不足时，水下探照灯为水下摄像头提供额外光照，图像数字化电路将采集到的水下图像进行数字化转化，并将数字化的图像送到图像总线上。

数据分析存储单元核心为一个ARM9的处理器和存储器，数据分析单元读取由图像采集单元送来的水下图像数据，将这些图像存储在存储器中，并对水下图像数据做图像处理及目标识别，从中提取并标记出目标物体，然后对运动控制单元下达相应的指令，以采集目标物体。

运动控制单元一方面基于水下推进器，控制水下物体采集装置在水中的运动轨迹；另一方面要使用水下机械臂，对识别到的水下目标物体进行采集。

本实用新型采用上述技术方案具有以下有益效果：

1、本实用新型能实时拍摄水下环境的图像，并将水下图像存储在存储器中，用以后续水下环境分析。

2、本实用新型可以实时对图像进行分析，从中提取目标，并自主循迹到目标物周围，对目标物进行采集，无需人工干预。

附图说明

图1为本实用新型基于图像的水下物体采集装置系统结构框图。

图2为本实用新型基于图像的水下物体采集装置的工作流程图。

图3为本实用新型基于图像的水下物体采集装置的机械结构图。

具体实施方案

下面结合附图对技术方实施做进一步详细的描述：

如图1-3所示，一种基于图像的水下物体采集装置包括四个单元：电源管理单元1、图像采集单元2、数据分析存储单元3、运动控制单元4。

其中，电源管理单元1，电源管理单元1的核心部分为一个8.4V8000mAh的聚合物锂电池，加上对应的充电保护电路，为锂电池提供充电服务。使用开关电源为图像采集单元、数据分析存储单元、运动控制单元提供稳定的直流电源。

图像采集单元2，主要为一个水下探照灯、水下摄像头以及图像数字化电路。当水下光线不足时，会控制探照灯提供辅助光源，在水下光源充足时则自动关闭探照灯。水下摄像头会实时的拍摄水下环境的图像，并经过图像数字化电路将拍摄到的图像数字化，发送到图像数据总线上。

数据分析存储单元3，数据分析存储单元主要包括一个ARM9的处理器以及一个存储器。ARM9处理器读取图像采集单元过来的图像数据，对图像做基本的去噪、图像增强处理后，对图像做特征提取，并检测目标物体是否存在。如果检测到目标物体，随之对其定位及跟踪，并控制水下物体采集装置移动到目标物体周围，对其进行采集操作。对于采集到的图像数据，在需要的时候，可以将其存储在存储器中，以便随后可以更好的对水下环境进行分析。