基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，對水下人員救援的方式主要為:由潛水員佩戴一定的電子檢測設(shè)備，使用圖像檢測的方式識別水下人體?，F(xiàn)有技術(shù)的救援方案具有以下缺點:潛水員人身安全容易受到威脅，圖像識別缺乏針對性和準確性。
[0003]為此，本發(fā)明提出了一種基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人，以潛水器為搜尋主體，搭建專門針對水下環(huán)境的高精度圖像識別設(shè)備集，從而更加安全、準確地對水下人體進行識別和定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人，以潛水器為搜尋平臺，引入中值濾波子設(shè)備、低通濾波子設(shè)備、同態(tài)濾波子設(shè)備和神經(jīng)網(wǎng)絡識別技術(shù)提高水下人體識別的精度，同時還引入水下定位技術(shù)，為水下人體檢測提供更完善的參考數(shù)據(jù)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人，所述搜尋機器人包括潛水器主體、清晰化處理設(shè)備、特征提取設(shè)備和人體類型識別設(shè)備，所述清晰化處理設(shè)備、所述特征提取設(shè)備和所述人體類型識別設(shè)備都位于所述潛水器主體上，所述清晰化處理設(shè)備用于對水下圖像執(zhí)行清晰化處理，所述特征提取設(shè)備用于提取清晰化處理后的水下圖像中的水下人體特征，所述人體類型識別設(shè)備用于基于所述水下人體特征確定人體類型。
[0006]更具體地，在所述基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人中，還包括:水下拍攝設(shè)備，設(shè)置在所述潛水器主體上，包括半球形防水透明罩、輔助照明子設(shè)備和CCD視覺傳感器，所述半球形防水透明罩用于容納所述輔助照明子設(shè)備和所述C⑶視覺傳感器，所述輔助照明子設(shè)備為所述CCD視覺傳感器的水下拍攝提供輔助照明，所述CCD視覺傳感器對前方目標拍攝以獲得包含前方目標的水下圖像；超聲波測距設(shè)備，位于所述潛水器主體上，用于對所述潛水器主體前方目標測距以獲得前方目標距離；所述清晰化處理設(shè)備與所述CCD視覺傳感器、所述超聲波測距設(shè)備和所述輔助照明子設(shè)備分別連接，以獲得所述前方目標距離和所述輔助照明亮度，并基于所述前方目標距離和所述輔助照明亮度去除所述水下圖像中因為輔助照明子設(shè)備照射而在前方目標上形成的散射光成份，以獲得清晰化水下圖像；所述潛水器主體包括驅(qū)動設(shè)備和機器人機械架構(gòu)，所述驅(qū)動設(shè)備包括驅(qū)動控制器、左舷直流減速電機、右舷直流減速電機、沉浮電機、正螺旋槳、反螺旋槳、附帶螺旋槳和聯(lián)軸器，所述左舷直流減速電機、所述右舷直流減速電機和所述沉浮電機分別通過所述聯(lián)軸器與所述正螺旋槳、所述反螺旋槳和所述附帶螺旋槳連接，所述驅(qū)動控制器接收所述水上處理設(shè)備發(fā)送的驅(qū)動控制信號，以根據(jù)所述驅(qū)動控制信號的內(nèi)容驅(qū)動所述左舷直流減速電機和所述右舷直流減速電機以分別控制所述正螺旋槳和所述反螺旋槳，驅(qū)動潛水器主體實現(xiàn)前進、后退和左右動作，還用于根據(jù)所述驅(qū)動控制信號的內(nèi)容驅(qū)動所述沉浮電機以控制所述附帶螺旋槳，驅(qū)動潛水器主體實現(xiàn)上升與下潛動作；預處理設(shè)備，設(shè)置在所述潛水器主體上，與所述清晰化處理設(shè)備連接，包括中值濾波子設(shè)備、低通濾波子設(shè)備和同態(tài)濾波子設(shè)備；所述中值濾波子設(shè)備與所述清晰化處理設(shè)備連接，用于對所述清晰化水下圖像執(zhí)行中值濾波，以濾除所述清晰化水下圖像中的點噪聲，獲得第一濾波圖像；所述低通濾波子設(shè)備與所述中值濾波子設(shè)備連接，用于去除所述第一濾波圖像中的隨機噪聲，獲得第二濾波圖像；所述同態(tài)濾波子設(shè)備與所述低通濾波子設(shè)備連接，用于對所述第二濾波圖像執(zhí)行圖像增強，以獲得增強水下圖像；特征提取設(shè)備，設(shè)置在所述潛水器主體上，與所述預處理設(shè)備連接，包括圖像分割子設(shè)備和特征向量識別子設(shè)備，所述圖像分割子設(shè)備基于人體圖像灰度閾值范圍將所述增強水下圖像中的人體目標識別出來以獲得水下人體圖像；所述特征向量識別子設(shè)備與所述圖像分割子設(shè)備連接，基于所述水下人體圖像確定水下人體目標的8個幾何特征:歐拉孔數(shù)、圓度、角點數(shù)、凸凹度、光滑度、長徑比、緊密度和主軸角度，并將所述8個幾何特征組成特征向量；人體類型識別設(shè)備，設(shè)置在所述潛水器主體上，與所述特征提取設(shè)備連接，采用8輸入4輸出的單隱層BP神經(jīng)網(wǎng)絡，以水下人體目標的8個幾何特征作為輸入層神經(jīng)元，輸出層為水下人體類型，所述水下人體類型包括遺體、兒童游客、老人游客和成人游客；水上浮標，設(shè)置在所述潛水器主體的上方水面上；供電設(shè)備，設(shè)置在所述水上浮標上，包括防水密封罩、太陽能供電器件、蓄電池、切換開關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述防水密封罩用于容納所述太陽能供電器件、所述蓄電池、所述切換開關(guān)和所述電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開關(guān)與所述太陽能供電器件和所述蓄電池分別連接，根據(jù)蓄電池的剩余電量決定是否切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開關(guān)連接，以將通過切換開關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓；格洛納斯定位設(shè)備，設(shè)置在所述水上浮標上，由所述供電設(shè)備提供電力供應，用于接收格洛納斯衛(wèi)星發(fā)送的格洛納斯定位數(shù)據(jù)；聲納探測設(shè)備，設(shè)置在所述水上浮標上，由所述供電設(shè)備提供電力供應，用于探測所述潛水器主體到所述水上浮標的相對距離，并作為第一相對距離輸出；飛思卡爾頂X6處理器，設(shè)置在所述潛水器主體上，與所述人體類型識別設(shè)備、所述格洛納斯定位設(shè)備、所述聲納探測設(shè)備和所述超聲波測距設(shè)備分別連接，當接收到所述水下人體類型為遺體時，發(fā)出遺體報警信號，并基于所述格洛納斯定位數(shù)據(jù)、所述第一相對距離和所述前方目標距離計算遺體定位數(shù)據(jù)。
[0007]更具體地，在所述基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人中:所述飛思卡爾IMX6處理器當接收到所述水下人體類型為遺體時，啟動所述格洛納斯定位設(shè)備、所述聲納探測設(shè)備和所述超聲波測距設(shè)備。
[0008]更具體地，在所述基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人中:所述飛思卡爾IMX6處理器當接收到所述水下人體類型為兒童游客、老人游客或成人游客時，關(guān)閉所述格洛納斯定位設(shè)備、所述聲納探測設(shè)備和所述超聲波測距設(shè)備。
[0009]更具體地，在所述基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人中，還包括:水下電纜，與飛思卡爾頂X6處理器連接，用于傳輸水下數(shù)據(jù)。
[0010]更具體地，在所述基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人中:所述水下數(shù)據(jù)包括所述遺體報警信號和所述遺體定位數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0011]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中:
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0013]附圖標記:1潛水器主體；2清晰化處理設(shè)備；3特征提取設(shè)備；4人體類型識別設(shè)備
【具體實施方式】
[0014]下面將參照附圖對本發(fā)明的基于特征提取的清晰化水下人體搜尋機器人的實施方案進行詳細說明。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)中的水下人體搜索方式過于依賴潛水員，安全性不高，搭載的電子識別設(shè)備并不是為水下環(huán)境專用，識別效率不高，為水下人員的營救帶來了阻礙。
[0016]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種基于特征