一种多模态波浪监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多模态波浪监测装置及监测方法，包括固定在船体甲板上的自稳云台，所述自稳云台上表面在圆周方向间隔布置有多个电机，所述电机的输出端通过减速机安装有转盘，所述转盘的顶面固定有全方位伺服稳定平台，所述全方位伺服稳定平台的顶面安装有滑轨组件，所述滑轨组件上滑动安装有两个固定台组件，两个固定台组件可独立沿着滑轨组件滑移动，其中一个固定台组件上部安装CCD相机，另一个固定台组件上安装短波红外相机，所述CCD相机和短波红外相机的顶面均安装有防护罩；所述全方位伺服稳定平台侧壁上设置有通讯接口。提高了工作可靠性，检测精度高。检测精度高。检测精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种多模态波浪监测装置及监测方法


[0001]本专利技术涉及波浪检测设备
，尤其是一种多模态波浪监测装置及监测方法。

技术介绍

[0002]在水面应用方面，常见岛礁、平台等需要对海上环境(如波浪)进行感知理解，目前，感知技术主要包括视觉感知技术、红外感知技术、雷达感知技术以及水声感知技术几个方面。与其他感知技术相比，由于视觉感知中包含有更丰富的目标区域细节信息，因此基于光视觉的感知技术更易于对目标/环境进行有效地辨别。特别地，对于多目标、大小目标混合、目标遮挡、光照反光、波浪晃荡等复杂场景，更需要丰富的细节信息才可能对目标进行准确识别与定位。而现阶段基于光测的波浪监测技术存在以下问题：只能在白天进行精确测量。

技术实现思路

[0003]本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种多模态波浪监测装置及监测方法，从而有效的解决了光测手段只能在白天对波浪进行测量的问题，提高了工作可靠性，检测精度高。
[0004]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0005]一种多模态波浪监测装置，包括固定在船体甲板上的自稳云台，所述自稳云台上表面在圆周方向间隔布置有多个电机，所述电机的输出端通过减速机安装有转盘，所述转盘的顶面固定有全方位伺服稳定平台，所述全方位伺服稳定平台的顶面安装有滑轨组件，所述滑轨组件上滑动安装有两个固定台组件，两个固定台组件可独立沿着滑轨组件滑移动，其中一个固定台组件上部安装CCD相机，另一个固定台组件上安装短波红外相机，所述CCD相机和短波红外相机的顶面均安装有防护罩；所述全方位伺服稳定平台侧壁上设置有通讯接口。
[0006]其进一步技术方案在于：
[0007]所述自稳云台呈圆柱体结构。
[0008]所述减速机为锥齿轮传动机构。
[0009]所述全方位伺服稳定平台的内部设置有图像存储器、陀螺仪、控制器和图像采集器。
[0010]电机设置有四个。
[0011]固定台组件的结构为：包括相对配合安装的U型板，两个U型板相对配合后用螺钉锁紧，构成一个矩形结构，在矩形结构的顶面再锁紧一块U型板。
[0012]防护罩的截面呈圆弧形结构。
[0013]一种多模态波浪监测装置的检测方法，包括如下操作步骤：
[0014]第一步：波浪监测装置启动：打开多模态波浪检测装置的开关；
[0015]第二步：多模态双目相机开始采集图像：CCD相机和短波红外相机开启工作；
[0016]第三步：获取监测区域的波浪图像，监测区域是随机海域，通过多模态双目相机系统获取对应区域的波浪信息；
[0017]第四步：短波红外图像特征提取，
[0018]第五步：CCD图像特征提取，
[0019]在第四步和第五步中，处理端将短波红外相机与CCD相机采集到的波浪图像进行处理，通过去噪、增强图像处理手段完成图像的预处理，并通过各自的模型实现短波红外图像的特征提取与CCD图像的特征提取；
[0020]第六步：通过权重选择算法，
[0021]权重系数，假定短波红外图像中提取特征点个数为，CCD图像中提取特征点个数为，当时，选取短波红外算法进行图像观测；当时，选取CCD算法进行处理，特征点权重系数通过对不同时间段的图像处理得到，针对白天黑夜区间进行统计计算；
[0022]第七步：立体匹配，
[0023]通过在第四、第五和第六步的特征提取与权重选择，利用SIFT算法分别实现特征提取，并利用欧式最短距离计算特征点的相似性，实现在短波红外图像信息与CCD图像信息的不同模态下的立体特征匹配；
[0024]第八步：三维重构，
[0025]通过第七步的立体匹配得到内部矩阵与参数，通过三维重构的手段计算出波浪的浪高、周期以及波向，实现波浪参数的计算；
[0026]第九步：获取波浪参数；
[0027]第十步：监测软件显示波浪信息。
[0028]本专利技术的有益效果如下：
[0029]本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，由于采用多模态的双目系统进行测量，从而具有较低的成本和较精确的测量精度，并解决了测量时间的局限性，实现了低成本、低功耗、高精度测量的波浪参数监测。
[0030]本专利技术通过监测方法获取监测点的波高、周期、波速等波浪信息。
[0031]本专利技术通过监测装置，包括：信息采集模块，用于获取波浪图像；图像处理模块，用于将采集的波浪图像通过算法实现波浪参数的测量。
[0032]本专利技术通过短波红外相机、CCD相机、云台、处理器及储存在存储器上并可以在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现本专利技术的第一方面波浪参数监测方法的步骤。
附图说明
[0033]图1为本专利技术多模态波浪监测装置的结构示意图。
[0034]图2为本专利技术多模态波浪检测方法。
[0035]图3为本专利技术三维重构中坐标转换示意图。
[0036]其中：1、防护罩；2、CCD相机；3、短波红外相机；4、固定台组件；5、螺钉；6、滑轨组件；7、通讯接口；8、全方位伺服稳定平台；9、转盘；10、电机；11、自稳云台。
具体实施方式
[0037]下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。
[0038]如图1和图2所示，本实施例的多模态波浪监测装置，包括固定在船体甲板上的自稳云台11，自稳云台11上表面在圆周方向间隔布置有多个电机10，电机10的输出端通过减速机安装有转盘9，转盘9的顶面固定有全方位伺服稳定平台8，全方位伺服稳定平台8的顶面安装有滑轨组件6，滑轨组件6上滑动安装有两个固定台组件4，两个固定台组件4可独立沿着滑轨组件6滑移动，其中一个固定台组件4上部安装CCD相机2，另一个固定台组件4上安装短波红外相机3，CCD相机2和短波红外相机3的顶面均安装有防护罩1；全方位伺服稳定平台8侧壁上设置有通讯接口7。
[0039]自稳云台11呈圆柱体结构。
[0040]减速机为锥齿轮传动机构。
[0041]全方位伺服稳定平台8的内部设置有图像存储器、陀螺仪、控制器和图像采集器。
[0042]电机10设置有四个。
[0043]固定台组件4的结构为：包括相对配合安装的U型板，两个U型板相对配合后用螺钉5锁紧，构成一个矩形结构，在矩形结构的顶面再锁紧一块U型板。
[0044]防护罩1的截面呈圆弧形结构。
[0045]浮动平台在日常使用过程中，需要对波浪参数进行准确测量。而目前的基于浮标、雷达已经光测等测波手段，存在着收放困难、成本高、测量不精确、使用条件局限等缺点。
[0046]为了解决这一问题，本专利技术提供一种波浪监测方法。
[0047]该方法可用于上述浮动平台的波浪监测场景，也可以用于其他监测场景如岛礁等固定平台，本专利技术实施例对此不作具体限定，以下以浮动平台的监测场景为例对本专利技术实施例的相关内容进行说明，该方法的执行主体可以为设置于监测海域的波浪测量装置。
[0048]本专利技术还包括检测系统，图像采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多模态波浪监测装置，其特征在于：包括固定在船体甲板上的自稳云台(11)，所述自稳云台(11)上表面在圆周方向间隔布置有多个电机(10)，所述电机(10)的输出端通过减速机安装有转盘(9)，所述转盘(9)的顶面固定有全方位伺服稳定平台(8)，所述全方位伺服稳定平台(8)的顶面安装有滑轨组件(6)，所述滑轨组件(6)上滑动安装有两个固定台组件(4)，两个固定台组件(4)可独立沿着滑轨组件(6)滑移动，其中一个固定台组件(4)上部安装CCD相机(2)，另一个固定台组件(4)上安装短波红外相机(3)，所述CCD相机(2)和短波红外相机(3)的顶面均安装有防护罩(1)；所述全方位伺服稳定平台(8)侧壁上设置有通讯接口(7)。2.如权利要求1所述的一种多模态波浪监测装置，其特征在于：所述自稳云台(11)呈圆柱体结构。3.如权利要求1所述的一种多模态波浪监测装置，其特征在于：所述减速机为锥齿轮传动机构。4.如权利要求1所述的一种多模态波浪监测装置，其特征在于：所述全方位伺服稳定平台(8)的内部设置有图像存储器、陀螺仪、控制器和图像采集器。5.如权利要求1所述的一种多模态波浪监测装置，其特征在于：电机(10)设置有四个。6.如权利要求1所述的一种多模态波浪监测装置，其特征在于：固定台组件(4)的结构为：包括相对配合安装的U型板，两个U型板相对配合后用螺钉(5)锁紧，构成一个矩形结构，在矩形结构的顶面再锁紧一块U型板。7.如权利要求1所述的一种多模态波浪监测装置，其特征在于：防护罩(1)的截面呈圆弧形结构。8.一种利用权利要求1所述的多模态波浪监测装置的检测方法，其特征在于：包括如下操作步骤：第一步：波浪监测装置启动：打开多模...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙函宇，张涛，汪雪良，杨华伟，徐春，郑庆新，杨启帆，陈浩政，蒋镇涛，朱全华，申桓蓉，鲁晶，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：