[发明专利]一种大坝水下检测图像的中继式传输方法及装置

说明书

本发明提供了一种大坝水下检测图像的中继式传输方法及装置，大坝水下检测图像的中继式传输方法包括对采集到的大坝水下图像数据进行信号处理，获得第一电信号；将第一电信号转换成光信号，并在水下进行发送传播；接收光信号，并将光信号转换为第二电信号；将第二电信号通过电缆传输至陆地上；将传输至陆地上的第二电信号通过无线网络发送至用户末端模块。将获取到的电信号转换成光信号，进行水下发送传输，解决了水下电磁通信噪声干扰和水声通信技术带宽低的问题。将光信号再转换为电信号，并通过电缆将水下的电信号传送至陆地上，以实现了水下信号的接力传输，达到了大坝水下检测图像长距离有效传输的目的。

技术领域

本发明涉及大坝水下检测领域，具体涉及一种大坝水下检测图像的中继式传输方法及装置。

背景技术

水下坝体混凝土受热胀冷缩效应影响，容易出现裂缝和表面剥蚀等病害，从而影响大坝安全运行和正常使用。在工程运行过程中，需要针对水下大坝具体情况进行图像检测和信息回传。然而随着已建高坝大库的逐渐增加，水下检测尤其是深水区域的水下检测面临着严峻的挑战。

对于深水区域的大坝图像检测和信息回传，受到潜水员潜水深度低、工作时间短、工作条件有限、潜水员安全条件等诸多因素的限制，采用人工图像检测时，潜水人员显然难以长时间在水下危险或不明水域开展工作。因此目前多采用水下有缆机器人进行水下坝体混凝土表面图像采集，并借助电缆进行水下图像传输。该技术具有功能强大、作业水深、作业时间长、安全经济与社会效益明显等优点，但仍存在两点明显缺陷，第一，仅通过线缆传输，可能会出现线缆与坝体建筑物相互缠绕的情况；第二，线缆传输的距离有限，采集信息难以直接传输至远处的大坝管理中心。仅依靠线缆进行信息传输，极大地限制了水下机器人图像检测的活动范围和工作效率。

考虑到结合无线信息传输技术，现如今的陆上无线传输技术发展已经非常成熟，主要借助运营商无线网络进行通信。目前，水下无线通信技术，包括电磁波通信技术、水声通信技术、水下激光通信技术，其中，水下电磁通信存在信息衰减和噪声干扰的问题，信息传输的有效性难以满足,传输距离最大约10米；水声通信技术带宽较低，无法满足水下大量图像的获取要求；水下激光通信技术具有较大的宽带和传输速率，能很好地解决电磁波通信技术和水声通信技术的问题，但由于激光在水中传输过程中存在衰减和散射，一般最佳传输距离仅10米左右，导致水下激光通信技术难以运用于信息的长距离传输。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种大坝水下检测图像的中继式传输方法及装置，以实现长距离有效传输。

本发明提供了一种大坝水下检测图像的中继式传输方法，包括对采集到的大坝水下图像数据进行信号处理，获得第一电信号；将第一电信号转换成光信号，并在水下进行发送传播；接收光信号，并将光信号转换为第二电信号；将第二电信号通过电缆传输至陆地上；将传输至陆地上的第二电信号通过无线网络发送至用户末端模块。

进一步地，对采集到的大坝水下图像数据进行信号处理，包括将采集到的大坝水下图像数据进行数据成帧、信道编码和并串变换，得到预定格式的大坝水下图像数据包；根据大坝水下图像数据包的大小，对大坝水下图像进行整体切割，对得到的若干个数据包进行标记，标记数据包的大小。

进一步地，将第二电信号通过线缆传输至陆地上，包括对第二电信号进行位同步、解调以及译码信号处理。

本发明还提供了一种大坝水下检测图像的中继式传输装置，用于实现上述大坝水下检测图像的中继式传输方法，大坝水下检测图像的中继式传输装置包括水下激光信号发送模块、水下激光信号接收模块、无线信号传输模块、水下坝面电缆信号传输模块、用户末端模块，水下激光信号发送模块设置于大坝的上游处，并且位于大坝的底部位置；水下激光信号接收模块设置于大坝上游的挡水壁上；无线信号传输模块设置于陆地上；水下坝面电缆信号传输模块连接水下激光信号接收模块和无线信号传输模块；用户末端模块用于接收无线信号传输模块发送的信号。