[发明专利]基于小型水下机器设备的海洋光纤光谱仪检测方法

说明书

本发明专利公开了一种基于小型水下机器设备的海洋光纤光谱仪检测方法，本专利核心系统包括小型光机设备系统和光纤光谱探测系统两大模块，小型光机设备系统中的远程控制台对水下设备进行控制，吊放设备将小型水下机器设备放入水中，小型水下机器设备本体上装有观测设备和作业设备，包括摄像机、照明灯、机械手和光纤光谱仪的搭载框架，光纤光谱仪置于搭载框架中，光纤光谱探测系统中的光学平台将光纤返回的光谱数据进行解析，双目检测装置放置于光纤靠近物体的端部，用于精准检测光纤口和待测物体距离。

技术领域

本发明专利属于光纤检测技术领域，具体涉及一种基于小型水下机器设备的海洋光纤光谱仪检测方法。

背景技术

海洋的资源十分丰富，比如有矿产资源铁锰结核、钴锰结核等；有浮游生物资源硅藻、水母、原生动物等；有鱼类资源鳀科、鲱科等，海洋资源丰富多样，所以研究海洋资源具有十分深远的意义，海洋资源能够迎合人们对资源日益高涨的需求量，世界各国也在积极研发各种技术手段来检测海洋资源并进行资源开发，当下，光纤检测技术已经得到了很大程度的发展，海洋环境具备不稳定性和恶劣性的特点，利用光纤光谱仪技术对海洋资源开发具备很多无可比拟的优势，比如光纤具备稳定性高，抗干扰能力强，检测准确率高，耐腐蚀性好，传输距离远等优点，一方面，人们已经研究出相对成熟的光纤气体检测，布拉格光纤检测等技术，然而这类技术主要是在陆地环境中应用，目前难以在海洋环境中真正发挥其作用，另一方面，当下人们所研究的海洋检测设备都过于昂贵，这让一些个人或单位无法担负海洋检测的费用。

本发明专利根据当下海洋检测工作中的不足之处，设想出一种基于小型水下机器设备的光纤光谱检测方法，这项技术融合了自动控制技术，光纤光谱检测技术,计算机图像处理技术和双目测距技术，通过小型水下机器设备携带所需要的检测设备，岸上的工作人员通过计算机对小型水下机器设备进行操控，让机器设备能够代替人工到达人类难以达到的地方进行检测，这种检测方式不仅仅整套设备的费用低，同时检测范围广，检测精度高，可以在今后的海洋资源检测中发挥作用。

发明内容

本发明专利的目的是针对现有技术的不足，提出了一种基于小型水下机器设备的海洋光纤光谱仪检测方法，这种检测方法能够利用小型水下机器设备搭载光电检测设备进行水下检测工作，在保证检测系统经济实惠的前提下还能够大大提升人类检测海洋资源的深度和广度，光纤检测的方式具备检测精度高，抗恶劣环境能力强等特点，能够对海洋资源进行高精度的检测工作。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明专利包括小型光机设备系统和光纤光谱探测系统两大模块：小型光机设备系统包含水上设备和水下设备，水上设备包括远程控制台和吊放设备，水下设备包括小型水下机器设备本体，观测设备和作业设备，光纤光谱探测系统包括光学平台，探测相机和双目检测装置，小型光机设备系统中的远程控制台可以对小型水下机器设备进行控制，吊放设备将小型水下机器设备放入相应的海域，小型水下机器设备本体上装有观测设备和作业设备，观测设备包括摄像机和照明灯，作业设备包括机械手和光谱仪搭载框架，光纤光谱探测系统中的光学平台将光纤返回的信息进行解析，探测相机获得目标物体的反射光信息，双目检测装置放于光纤靠近物体的端部，用于精准检测光纤和待测物体的距离以免光纤头触碰到待测物体，光纤头到达指定位置后，小型水下机器设备搭载的光纤光谱探测系统将对目标区域进行光谱检测工作。

所述的小型光机设备系统由水上设备和水下设备组成，水上设备包括远程控制台和吊放设备，水下设备包括小型水下机器设备本体，观测设备和作业设备，工作人员在水面舰船上对水下设备进行控制，吊放设备将小型水下机器设备置于相应的海域，小型水下机器设备通过封闭式的机械结构搭载光纤光谱探测系统进行水下作业，在达到目标区域以后，机械手通过预设好的光纤口延伸到待检测的目标区域，然后入射光纤发出光源直射到目标区域，通过回馈光纤将采集到的光信号传送到光纤光谱仪进行光谱分析，同时将光谱数据存放在探测相机中，等到信号采集完毕后小型水下机器设备上浮，工作人员对采集的光谱数据进行分析并能够完成海洋资源的检测任务。