一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有效識(shí)別水面漂浮物的系統(tǒng)，尤其涉及一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，屬于模式識(shí)別及電子傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著內(nèi)河、近海航運(yùn)事業(yè)的快速發(fā)展，如何快速有效的識(shí)別水面漂浮物，為水面安全規(guī)避、污染物清潔、水面交通安全等領(lǐng)域提供早期預(yù)警及實(shí)時(shí)監(jiān)控等信息，成為了智能識(shí)另O、信息化以及傳感器領(lǐng)域的重要課題之一。
[0003]現(xiàn)有的水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別裝置，通過CCD相機(jī)獲取水面信息，進(jìn)行圖像識(shí)別，錯(cuò)誤率高、成本高、監(jiān)控范圍有限；通過碰撞和距離傳感器，獲取傳感信息，實(shí)時(shí)性差，安全性差，使用壽命有限；通過聲納雷達(dá)等設(shè)備，維護(hù)成本高昂，無法適應(yīng)惡劣環(huán)境；很難大規(guī)模應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)需求領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)水面漂浮物體進(jìn)行檢測(cè)、識(shí)別，并將相關(guān)信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，最終做出決策。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理中心，發(fā)射模塊、拍攝模塊和為所述的數(shù)據(jù)處理中心，發(fā)射模塊和拍攝模塊供電的電源系統(tǒng)；所述發(fā)射模塊包括相互連通的近紅外激光發(fā)射器和通信設(shè)備；所述拍攝模塊包括順序連通的紅外專用攝像機(jī)、圖像處理系統(tǒng)和通信設(shè)備，所述發(fā)射模塊和拍攝模塊分別設(shè)置在待測(cè)水面兩側(cè)，并通過各自的通信設(shè)備與數(shù)據(jù)處理中心連通；所述拍攝模塊設(shè)置在近紅外激光發(fā)射器發(fā)射激光照射水面后的反射激光覆蓋區(qū)域；且所述拍攝模塊設(shè)置在遠(yuǎn)離近紅外激光發(fā)射器發(fā)射激光照射在靜止水面的反射路徑上。
[0006]進(jìn)一步，所述近紅外激光發(fā)射器以30° — 60°的角度照射水面；其照射點(diǎn)以一定的密度平均覆蓋待檢測(cè)水面區(qū)域。
[0007]進(jìn)一步，所述的紅外專用攝像機(jī)還設(shè)置有濾光鏡頭；預(yù)先過濾排除自然強(qiáng)光干擾，將圖像亮度降低至日夜變化的范圍均不超過量化閥值；在所述的紅外專用攝像機(jī)的CMOS元器件之前還設(shè)置有物理專用窄帶數(shù)字濾波器；將近紅外激光器發(fā)射出的中心頻率在一定范圍以外的電磁波進(jìn)行高分貝的衰減。
[0008]進(jìn)一步，所述發(fā)射模塊至少設(shè)置有一個(gè)，所述拍攝模塊設(shè)置的個(gè)數(shù)大于或等于發(fā)射模塊設(shè)置的個(gè)數(shù)；其拍攝視角能夠完整的覆蓋待檢測(cè)水面區(qū)域。
[0009]進(jìn)一步，所述通信設(shè)備為ZIGBEE無線通信設(shè)備；使發(fā)射模塊和拍攝模塊通過基于ZIGBEE的無線方式與數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行信息相互傳輸。
[0010]進(jìn)一步，所述圖像處理系統(tǒng)包括數(shù)字信號(hào)處理器、邏輯處理器、存儲(chǔ)器；對(duì)拍攝的圖像進(jìn)一步進(jìn)行處理與存儲(chǔ)。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:在待檢測(cè)的水面區(qū)域兩側(cè)排布若干發(fā)射模塊和拍攝模塊，并組成水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)；利用水面、水體對(duì)紅外激光的折射，來檢測(cè)水面漂浮物；識(shí)別精度高、實(shí)時(shí)性好、維護(hù)成本低、應(yīng)用范圍廣、使用壽命長(zhǎng)；可以很好的替代現(xiàn)有的水面識(shí)別設(shè)備和漂浮物檢測(cè)傳感器設(shè)備，應(yīng)用于各種信息化的系統(tǒng)中；進(jìn)一步的，可以根據(jù)利用其一系列特點(diǎn)，大規(guī)模的應(yīng)用于識(shí)別水面漂浮物，為水面安全規(guī)避、污染物清潔、水面交通安全等領(lǐng)域提供早期預(yù)警及實(shí)時(shí)監(jiān)控等，實(shí)現(xiàn)較大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。
[0012]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明發(fā)射模塊示意圖；
圖2為本發(fā)明拍攝模塊示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例發(fā)射模塊和拍攝模塊安裝位置示意圖；
圖中主要附圖標(biāo)記含義如下:
1、近紅外激光發(fā)射器，2、紅外專用攝像機(jī)，3、圖像處理系統(tǒng)，4、通信設(shè)備，5、水面。
[0013]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做具體的介紹。
[0014]本實(shí)施例是一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理中心，發(fā)射模塊、拍攝模塊和為所述的數(shù)據(jù)處理中心，發(fā)射模塊和拍攝模塊供電的電源系統(tǒng)；如圖1所示，所述發(fā)射模塊包括相互連通的近紅外激光發(fā)射器I和通信設(shè)備4 ;如圖2所示，所述拍攝模塊包括順序連通的紅外專用攝像機(jī)2、圖像處理系統(tǒng)3和通信設(shè)備4，本實(shí)施例所述通信設(shè)備4為ZIGBEE無線通信設(shè)備4 ;如圖3所示，本實(shí)施例在待測(cè)水面5m側(cè)設(shè)置有8個(gè)近紅外激光發(fā)射器1，都以30°的角度照射水面5 ;其照射點(diǎn)以一定的密度平均覆蓋待檢測(cè)水面5區(qū)域；當(dāng)然，也可以根據(jù)實(shí)際環(huán)境設(shè)置一個(gè)或多個(gè)近紅外激光發(fā)射器1，并都以35°、40°、45°、50°、55°、60°的角度照射水面5 ;在待測(cè)水面5n側(cè)設(shè)置有8個(gè)以上的紅外專用攝像機(jī)2，其拍攝視角能夠完整的覆蓋待檢測(cè)水面5區(qū)域；當(dāng)然，也可以根據(jù)實(shí)際環(huán)境設(shè)置與近紅外激光發(fā)射器I等同數(shù)量或多于它的數(shù)量；所述發(fā)射模塊和拍攝模塊通過基于ZIGBEE的無線通信設(shè)備4與數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行信息相互傳輸；所述拍攝模塊設(shè)置在近紅外激光發(fā)射器I發(fā)射激光照射水面5后的反射激光覆蓋區(qū)域；且所述拍攝模塊設(shè)置在遠(yuǎn)離近紅外激光發(fā)射器I發(fā)射激光照射在靜止水面5的反射路徑上。
[0015]進(jìn)一步，本實(shí)施例所述的紅外專用攝像機(jī)2還設(shè)置有濾光鏡頭；預(yù)先過濾排除自然強(qiáng)光干擾，將圖像亮度降低至日夜變化的范圍均不超過量化閥值；在所述的紅外專用攝像機(jī)2的CMOS元器件之前還設(shè)置有物理專用窄帶數(shù)字濾波器；將近紅外激光器I發(fā)射出的中心頻率在一定范圍以外的電磁波進(jìn)行高分貝的衰減；而且，本實(shí)施例所述圖像處理系統(tǒng)包括數(shù)字信號(hào)處理器、邏輯處理器、存儲(chǔ)器；對(duì)拍攝的圖像進(jìn)一步進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。
[0016]本實(shí)施例的工作原理如下:
數(shù)據(jù)處理中心通過ZIGBEE無線控制發(fā)射模塊在需要的時(shí)間點(diǎn)，打開近紅外激光發(fā)射器1，對(duì)預(yù)定水面5區(qū)域進(jìn)行照射；紅外專用攝像機(jī)2通過濾光鏡頭進(jìn)行物理預(yù)過濾排除自然強(qiáng)光干擾，將圖像亮度降低至日夜變化的范圍均不超過量化閥值；位于紅外專用攝像機(jī)2的CMOS元器件之前的物理專用窄帶數(shù)字濾波器，將近紅外激光器I發(fā)射出的中心頻率在一定范圍以外的電磁波進(jìn)行高分貝的衰減；CM0S元器件成像后，通過圖像處理系統(tǒng)利用軟件數(shù)字濾波手段濾除圖像畫面噪聲點(diǎn)，計(jì)算整張圖像畫面的白平衡，根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)確定二值化圖像所需要的灰度閥值；對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理；對(duì)獲得的二值化圖像，自動(dòng)判別、統(tǒng)計(jì)畫面中的光斑數(shù)目，并通過ZIGBEE無線通信設(shè)備4上傳光斑數(shù)目報(bào)警信息至數(shù)據(jù)處理中心；數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)多個(gè)拍攝模塊上傳的光斑數(shù)目報(bào)警信息，以及預(yù)存的發(fā)射模塊和接收模塊的位置信息，輸入計(jì)算機(jī)模型分析出水面5是否有漂浮物及漂浮物表面崎嶇度、厚度、面積大小等信息；并將此信息告知用戶是否采取措施。
[0017]上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:包括數(shù)據(jù)處理中心，發(fā)射模塊、拍攝模塊和為所述的數(shù)據(jù)處理中心，發(fā)射模塊和拍攝模塊供電的電源系統(tǒng)；所述發(fā)射模塊包括相互連通的近紅外激光發(fā)射器和通信設(shè)備；所述拍攝模塊包括順序連通的紅外專用攝像機(jī)、圖像處理系統(tǒng)和通信設(shè)備，所述發(fā)射模塊和拍攝模塊分別設(shè)置在待測(cè)水面兩側(cè)，并通過各自的通信設(shè)備與數(shù)據(jù)處理中心連通；所述拍攝模塊設(shè)置在近紅外激光發(fā)射器發(fā)射激光照射水面后的反射激光覆蓋區(qū)域；且所述拍攝模塊設(shè)置在遠(yuǎn)離近紅外激光發(fā)射器發(fā)射激光照射在靜止水面的反射路徑上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述近紅外激光發(fā)射器以30° — 60°的角度照射水面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述的紅外專用攝像機(jī)還設(shè)置有濾光鏡頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，在所述的紅外專用攝像機(jī)的CMOS元器件之前還設(shè)置有物理專用窄帶數(shù)字濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射模塊至少設(shè)置有一個(gè)，所述拍攝模塊設(shè)置的個(gè)數(shù)大于或等于發(fā)射模塊設(shè)置的個(gè)數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述通信設(shè)備為ZIGBEE無線通信設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理系統(tǒng)包括數(shù)字信號(hào)處理器、邏輯處理器、存儲(chǔ)器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水面目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理中心，發(fā)射模塊、拍攝模塊和為所述的數(shù)據(jù)處理中心，發(fā)射模塊和拍攝模塊供電的電源系統(tǒng)；所述發(fā)射模塊包括相互連通的近紅外激光發(fā)射器和通信設(shè)備；所述拍攝模塊包括順序連通的紅外專用攝像機(jī)、圖像處理系統(tǒng)和通信設(shè)備，所述發(fā)射模塊和拍攝模塊分別設(shè)置在待測(cè)水面兩側(cè)，并通過各自的通信設(shè)備與數(shù)據(jù)處理中心連通。本發(fā)明利用水面、水體對(duì)紅外激光的折射，來檢測(cè)水面漂浮物；識(shí)別精度高、實(shí)時(shí)性好、維護(hù)成本低、應(yīng)用范圍廣、使用壽命長(zhǎng)。
【IPC分類】G01S17-89
【公開號(hào)】CN104765042
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510129403
【發(fā)明人】楊正, 季錦章, 趙建, 臧正保, 劉轟, 郭亞中, 王瑞
【申請(qǐng)人】江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月24日