[发明专利]一种基于视觉的无人艇采水装置对接状态检测系统及方法

说明书

一种基于视觉的无人艇采水装置对接状态检测系统及方法，公开了一种应用在无人水质检测艇上对采水装置的对接状态进行实时检测的系统和方法，其中，该检测系统包括视频采集模块、无线图传模块、终端处理及显示模块，该检测方法通过视频采集模块采集图像，无线图传模块发送给终端处理及显示模块，终端处理及显示模块接收图像后，运行兴趣区域阈值检测算法，对图像进行处理和显示，最终得出对接是否成功的结果。本发明的系统容易搭建，易于操作，成本低廉，实现了无人水质检测艇上采水装置对接机构对接状态的自动化检测，提高了无人水质检测艇的自动化程度，更加智能和高效。

技术领域

本发明涉及无人设备技术领域，尤其涉及无人水质检测艇，具体是一种应用在无人水质检测艇上对采水装置的对接状态进行实时检测的系统和方法。

背景技术

目前，我国海洋水质检测主要依赖于人工采集检测，检测成本高，自动化成本低，出海风险高，同时一些海域由于污染、高危等原因不适合有人作业。随着无人艇技术的日益成熟及自动水质检测设备的开发应用，无人水质检测艇应运而生，能够实现水样的自动采集、分配和检测，然而，其中连接着CTD（温盐深仪）采水器的水样采集模块和水样分配模块的对接机构是否准确对接直接影响着水样采集和检测，因此对对接机构的检测十分必要。

由于无人水质检测艇进行水质检测任务时全程处于无人的自主过程，人只能在母船或岸基远程监控，单纯的视频监控需要花费监控者大量的时间和精力，而且在一定环境下从监控屏幕下的画面效果不好，会给人工监控带来不便甚至是失误，这不仅仅造成了人力的资源浪费，还可能会带来监测结果的误差，因此需要一种自动检测系统来对对接机构进行实时监控。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出一种基于视觉的检测系统，无人水质检测艇上采水装置的对接状态进行实时监控，以提高检测精度，减少人力消耗，进而保证水质监测任务的正常进行。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种基于视觉的无人艇采水装置对接状态检测系统，包括视频采集模块、无线图传模块、终端处理及显示模块，其中，视频采集模块安装在无人艇上，包括对准采水装置对接机构的网络摄像头，无线图传模块包括两组无线收发模块和天线，其中一组无线收发模块和天线设置在无人艇上，与视频采集模块连接，另一组无线收发模块和天线设置在母船或岸基，与终端处理及显示模块连接，两组无线收发模块和天线之间通过无线通讯连接，所述终端处理及显示模块包括内嵌视觉检测算法并带有显示屏的电脑终端。

在本发明中，所述视频采集模块的摄像头为固定焦距的摄像头，其对准的采水装置对接机构包括上对接柱、下对接柱和橡胶密封圈，其中上对接柱连接有采水装置的抽水管道，下对接柱连接有CTD采水器的出水口，上对接柱与下对接柱通过相互插接来连接，橡胶密封圈设置在上对接柱与下对接柱的连接处。

在本发明中，所述终端处理及显示模块包括主界面和子界面，主界面用于实时监控检测并智能预警，上面设置有显示画面框、参数设置按钮、检测开关和报警灯，子界面通过主界面上的参数设置按钮启动，用于设置训练和检测参数，上面设置有参数设置框。

一种基于视觉的无人艇采水装置对接状态检测方法，包括以下步骤：

（1）视频采集模块的摄像头采集采水装置对接机构对接处的视频及图片信息；

（2）视频采集模块采集到的视频信息经过无线图传模块从无人艇上传到母船或岸基上的终端处理及显示模块；

（3）终端处理及显示模块运行对接检测监控软件，运行对接检测算法，将结果在终端进行显示，并进行闪光灯及语音双报警。

其中，步骤（3）的对接检测算法为兴趣区域阈值检测算法（RTD，roi thresholddetection algorithm），包括离线训练和在线检测阶段，其中离线训练阶段的具体步骤包括：