用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及潛艇民用領域，尤其涉及一種用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺O
【背景技術】
[0002]很多水下設備是連續(xù)的、需要具有漫長回程的檢測設備進行檢測，如果這時，仍采用傳統(tǒng)的潛水員下潛，則需要耗費大量人力和物力，而且由于潛水員續(xù)航性不高，難于持續(xù)檢測。同時，現(xiàn)有技術中也缺乏適合水下操作環(huán)境的水下設備檢測機制，也缺乏相應的水下定位機制。
[0003]為此，本發(fā)明提出了一種用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺，能夠利用現(xiàn)有潛艇行駛高速且能接觸到水下任何位置的優(yōu)勢，在潛艇行駛過程中可持續(xù)地監(jiān)測水下設備狀況，同時不耽誤潛艇的正常航行，從而避免潛水員人身受到傷害，提高分析設備的續(xù)航性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供了一種用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺，在潛艇前方設置潛艇固定平臺，通過改進激光成像控制，去除水下成像中的散射光成份，引入高精度的圖像識別和定位設備，并加入破損等級對照表以準確給出水下設備的破損等級。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺，所述民用平臺包括潛艇固定平臺、激光成像設備、圖像去散射設備和設備狀態(tài)檢測器件，所述潛艇固定平臺位于所述潛艇的前部，所述激光成像設備、所述圖像去散射設備和所述設備狀態(tài)檢測器件都位于所述潛艇固定平臺上，所述圖像去散射設備用于對所述激光成像設備拍攝的、潛艇前方的水下激光圖像進行散射光消除，所述設備狀態(tài)檢測器件與所述圖像去散射設備連接，用于探測消除散射光后的水下圖像中的設備狀態(tài)。
[0006]更具體地，在所述用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺中，還包括:FLASH存儲器件，預先存儲了破損等級對照表，所述破損等級對照表保存了每一個破損等級所對應的破損區(qū)域所處曲線的周長、面積和形狀參數(shù)；聲納設備，用于對潛艇前部的水下目標執(zhí)行聲納圖像采集，以獲得聲納圖像；聲納圖像處理設備，與所述聲納設備和所述FLASH存儲器件分別連接，包括第一檢測子設備、第二檢測子設備和目標距離檢測子設備，所述第一檢測子設備與所述聲納設備和所述FLASH存儲器件分別連接，用于采用亮度閾值上限遍歷聲納圖像以分割出核心目標區(qū)域；所述第二檢測子設備與所述第一檢測子設備和所述FLASH存儲器件分別連接，用于以所述核心目標區(qū)域的邊緣點作為種子點，利用亮度閾值下限對核心目標區(qū)域附近的像素點進行亮度判斷，以獲得并分割出最終目標區(qū)域；所述目標距離檢測子設備與所述第二檢測子設備連接，計算最終目標區(qū)域的中心點到聲納圖像檢測原點的距離并作為目標距離輸出；所述激光成像設備，包括激光器、探測器和微控制器，所述激光器對潛艇前部的水下目標發(fā)出激光束，以在所述激光束被水下目標反射到所述探測器時，便于所述探測器的拍攝，所述微控制器與所述聲納圖像處理設備、所述激光器和所述探測器分別連接，基于目標距離和激光在水下傳播速度確定所述探測器快門的選通時間，并在選通時間到達時，選通所述探測器的快門，觸發(fā)所述探測器對水下目標進行拍攝，以獲得水下激光圖像；超長波通信器件，位于潛艇操作儀表盤內(nèi)，用于與遠端的水上設備檢驗中心建立雙向數(shù)據(jù)通信；定位器件，位于潛艇操作儀表盤內(nèi)，包括慣性導航定位子器件和水聲導航子器件，使用所述慣性導航定位子器件和所述水聲導航子器件進行聯(lián)合定位，基于所述慣性導航定位子器件和所述水聲導航子器件的輸出，確定所述潛艇的當前定位數(shù)據(jù)；超聲波檢測儀，設置在所述潛艇固定平臺上，用于測量所述潛艇前部距離前方設備的距離，并作為設備相對距離輸出；激光強度檢測儀，設置在所述潛艇固定平臺上，用于實時檢測所述激光束被水下設備反射到所述探測器時的激光強度；所述圖像去散射設備與所述激光成像設備、所述超聲波檢測儀和所述激光強度檢測儀分別連接，以獲得所述設備相對距離和所述激光強度，并基于所述設備相對距離和所述激光強度去除所述水下激光圖像中因為激光照射而在前方設備上形成的散射光成份，以獲得去散射水下圖像；所述設備狀態(tài)檢測器件包括閾值分析設備和破損區(qū)域特征提取設備；所述閾值分析設備與所述圖像去散射設備連接，從0-255依次選擇灰度值作為備選灰度值，使用備選灰度值將所述去散射水下圖像分割為備選目標區(qū)域圖像和備選背景區(qū)域圖像；基于備選目標區(qū)域圖像像素總數(shù)、備選目標區(qū)域圖像像素灰度平均值、備選背景區(qū)域圖像像素總數(shù)和備選背景區(qū)域圖像像素灰度平均值計算灰度值類間方差值，具體計算為:備選目標區(qū)域圖像像素灰度平均值減去備選背景區(qū)域圖像像素灰度平均值，獲得的差的平方值乘以備選目標區(qū)域圖像像素總數(shù)和備選背景區(qū)域圖像像素總數(shù)即為灰度值類間方差值；將最大灰度值類間方差值所對應的備選灰度值作為分割閾值輸出；破損區(qū)域特征提取設備，與所述閾值分析設備、所述圖像去散射設備和所述靜態(tài)存儲設備分別連接以獲得所述分割閾值，包括背景分割子設備、破損區(qū)域連通子設備、特征識別子設備和破損等級識別子設備；所述背景分割子設備與所述閾值分析設備和所述圖像去散射設備分別連接，使用分割閾值將所述去散射水下圖像分割為最終目標區(qū)域圖像和最終背景區(qū)域圖像；所述破損區(qū)域連通子設備與所述背景分割子設備連接，用于基于最終目標區(qū)域圖像中區(qū)域邊界上相鄰像素的連通性，確定將區(qū)域包圍起來的封閉曲線；所述特征識別子設備與所述破損區(qū)域連通子設備連接，基于所述封閉曲線確定破損區(qū)域的周長、面積和形狀參數(shù)，所述形狀參數(shù)等于周長的平方除以面積的4 31 ;所述破損等級識別子設備與所述閾值分析設備和所述靜態(tài)存儲設備分別連接，基于確定的周長、面積和形狀參數(shù)在破損等級對照表中查找對應的破損等級以作為目標破損等級輸出；數(shù)字信號處理器，設置在所述潛艇固定平臺上，與所述定位器件、所述設備狀態(tài)檢測器件和所述超長波通信器件分別連接，用于在接收到所述目標破損等級時，將所述去散射水下圖像進行基于MPEG-4壓縮標準的圖像壓縮編碼，以獲得壓縮設備子圖像，將所述壓縮設備子圖像、所述目標破損等級和所述當前定位數(shù)據(jù)通過所述超長波通信器件發(fā)送到水上設備檢驗中心。
[0007]更具體地，在所述用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺中:所述設備狀態(tài)檢測器件設置在所述潛艇固定平臺上。
[0008]更具體地，在所述用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺中:所述聲納設備、所述聲納圖像處理設備和所述激光成像設備都設置在所述潛艇固定平臺上。
[0009]更具體地，在所述用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺中:所述聲納設備、所述聲納圖像處理設備和所述激光成像設備被集成在一塊集成電路板上。
[0010]更具體地，在所述用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺中:所述數(shù)字信號處理器在接收到所述目標破損等級大于等于預設等級閾值時，通過所述超長波通信器件向水上設備檢驗中心發(fā)送設備破損報警信號。
[0011]更具體地，在所述用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺中:所述預設等級閾值預先存儲在所述FLASH存儲器件中，所述數(shù)字信號處理器與所述FLASH存儲器件連接。
【附圖說明】
[0012]以下將結合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的用于水下設備狀態(tài)分析的潛艇民用平臺的結構方框圖。