深海网箱渔网水下距离测量装置、方法、电子设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种深海网箱渔网水下距离测量装置、方法、电子设备及介质，包括：激光器，激光器用于在待测渔网上呈现网络状激光点阵；摄像机模块，摄像机模块包括第一摄像机和第二摄像机，分别获取同一待测渔网的第一图像和第二图像，第一图像和第二图像获取的角度不同；处理单元，处理单元用于对第一图像和第二图像进行预处理，对预处理后的第一图像和第二图像进行立体匹配，并获得深度参数，从而建立图像特征向量之间的相互对应关系，利用摄像机标定后得到的图像坐标系和世界坐标系之间的对应关系以及图像特征向量之间的相互对应关系，将处理后的第一图像和第二图像通过坐标变换，重建出待测水域的三维信息，从而获得深海渔网水下的距离。下的距离。

【技术实现步骤摘要】
深海网箱渔网水下距离测量装置、方法、电子设备及介质


[0001]本专利技术属水下作业
，尤其涉及一种深海网箱渔网水下距离测量、方法、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]万物生存的地球上有着71％的区域被一望无际的海洋所覆盖，是人类赖以生存和发展的四大战略空间中，继陆地之后的第二大空间，更是能源、生物资源、进出资源的战略开发基地。人类面临着陆地资源日益紧张的压力而海洋这一区域即将成为人类可持续发展的重要基地，更是人类未来发展的希望。海洋经济正在成为国民经济的新增长点，具有更大的发展潜力。养殖业更是如此，目前，养殖业的发展已经不仅仅局限于陆地和人造池塘等传统形式，正在逐步形成以深海网箱为核心的鱼类养殖产业。
[0003]但由于在深海中，水下情况瞬息万变，并且渔网多是采用聚乙烯，尼龙等原料进行加工，99％以上用合成纤维加工而成。而这类材料在海水中不但要受到海水的自然腐蚀还会面临海洋微生物的损害，这样的环境中上时间使用大大降低了渔网强度，耐冲击性、耐磨性、网目尺寸稳定性和柔软性等各方面的性能，导致养殖者需要定期对渔网进行检查和维修。
[0004]若直接将渔网打捞上岸进行维修实施难度大且损失巨大，而人工潜入水下却由于水下环境复杂令人望而却步。现在传统方法是利用水下巡检机器人完成水下维修工作。目前，水下巡检机器人大多采用单目视觉、激光定位等原理完成。单目视觉的方法由于水对光的散射和吸收、水下介质与空气的折射率不同出现的折射以及水体浑浊等问题，无法获取清晰的图像，更无法准确的判定水下巡检机器人到渔网的距离。同样，激光定位的方法由于水下情况复杂以及渔网的网状结构，接收器更无法获得从渔网反射回来的信号，自然也无法准确的测量出水下巡检机器人到渔网的距离。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的是提供一种深海网箱渔网水下距离测量、方法、电子设备及介质，以解决传统方法中由于无法准确判定水下巡检机器人到渔网的距离的问题。
[0006]根据本申请实施例的第一方面，提供一种深海网箱渔网水下距离测量装置，包括：激光器，所述激光器用于在待测渔网上呈现网络状激光点阵；摄像机模块，所述摄像机模块包括第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机和第二摄像机关于所述激光器对称放置，且分别获取同一待测渔网的第一图像和第二图像，所述第一图像和第二图像获取的角度不同；处理单元，所述处理单元用于对所述第一图像和第二图像进行预处理，对预处理后的所述第一图像和第二图像进行立体匹配，并获得深度参数，从而建立图像特征向量之间的相互对应关系，利用摄像机标定后得到的图像坐标系和世界坐标系之间的对应关系以及图像特征向量之间的相互对应关系，将处理后的第一图像和第二图像通过坐标变换，重建出待测水域的三维信息，从而获得深海渔网水下的距离。
[0007]进一步地，所述激光器、第一摄像机、第二摄像机均搭载于丝杆上，且处于同一平面且位置固定。
[0008]进一步地，所述第一摄像机、第二摄像机两者光轴平行，成像平面为空间内的同一个平面，同时第一摄像机、第二摄像机两者所获取的待测水域图像的图像坐标系相互平行。
[0009]进一步地，所述立体匹配采用Scharstein和Szelisk立体匹配算法相结合。
[0010]进一步地，所述摄像机优选采用高清摄像机。
[0011]进一步地，所述高清摄像机的分辨率为1920*1080。
[0012]根据本申请实施例的第二方面，提供一种深海网箱渔网水下距离测量方法，包括：分别获取同一待测渔网的第一图像和第二图像，所述第一图像和第二图像获取的角度不同，所述待测渔网上投射有网络状激光点阵；对所述第一图像和第二图像进行预处理，对预处理后的所述第一图像和第二图像进行立体匹配，并获得深度参数，从而建立图像特征向量之间的相互对应关系；利用摄像机标定后得到的图像坐标系和世界坐标系之间的对应关系以及图像特征向量之间的相互对应关系，将处理后的第一图像和第二图像通过坐标变换，重建出待测水域的三维信息，从而获得深海渔网水下的距离。
[0013]根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的方法。
[0014]根据本申请实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
[0015]根据以上技术方案，本专利技术实施例的有益效果如下：
[0016]在本实例中，通过利用双目立体视觉的方法，达到使用二维数字图像得到场景中三维信息。双目视觉系统使用两个摄像头捕捉相同的场景，由于摄像机与场景的相对位置不同，所以采集到的图像存在视差，而立体匹配算法就是要根据图像信息得到的视差对应关系，根据得出的对应关系对图像中场景进行三维重建，大大增加了水下巡检机器人与渔网之间的距离测定的时效性和准确性。
[0017]在本实例中，所述双目立体视觉是机器视觉的一种重要形式，其具有效率高、精度合适、系统结构简单、成本低等优点，适用于非接触产品检测同时，对运动物体(包括动物和人体形体)测量中，由于图像获取是在瞬间完成的，因此立体视觉方法是一种更有效的测量方法。
[0018]在本实例中，通过使用激光器，引入激光条纹的辅助作用，可在渔网上呈现出了具有高亮度激光点，这将大大减小双目视觉法中三维重建的误差。
附图说明
[0019]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0020]图1是根据一示例性实施例示出的一种深海网箱渔网水下距离测量装置实际使用立体示意图。
[0021]图2是根据一示例性实施例示出的一种深海网箱渔网水下距离测量装置平面结构示意图。
[0022]图3是根据一示例性实施例示出的理想状态下平行双目视觉系统成像模型示意图，图中两台摄像机成像平面共面，图像坐标系平行，光轴平行。
[0023]图4是根据一示例性实施例示出的双目立体视觉图像处理的时差和深度信息几何关系模型。
[0024]图5是根据一示例性实施例示出的一种深海网箱渔网水下距离测量方法的流程图。
[0025]图中的附图标记有：其中1是丝杆，2是第一摄像机，3是激光器，4第二摄像机，5是水下渔网。
具体实施方式
[0026]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0027]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深海网箱渔网水下距离测量装置，其特征在于，包括：激光器，所述激光器用于在待测渔网上呈现网络状激光点阵；摄像机模块，所述摄像机模块包括第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机和第二摄像机关于所述激光器对称放置，且分别获取同一待测渔网的第一图像和第二图像，所述第一图像和第二图像获取的角度不同；处理单元，所述处理单元用于对所述第一图像和第二图像进行预处理，对预处理后的所述第一图像和第二图像进行立体匹配，并获得深度参数，从而建立图像特征向量之间的相互对应关系，利用摄像机标定后得到的图像坐标系和世界坐标系之间的对应关系以及图像特征向量之间的相互对应关系，将处理后的第一图像和第二图像通过坐标变换，重建出待测水域的三维信息，从而获得深海渔网水下的距离。2.如权利要求1所述的深海网箱渔网水下距离测量装置，其特征在于，所述激光器、第一摄像机、第二摄像机均搭载于丝杆上，且处于同一平面且位置固定。3.如权利要求1所述的深海网箱渔网水下距离测量装置，其特征在于，所述第一摄像机、第二摄像机两者光轴平行，成像平面为空间内的同一个平面，同时第一摄像机、第二摄像机两者所获取的待测水域图像的图像坐标系相互平行。4.如权利要求1所述的深海网箱渔网水下距离测量装置，其特征在于，所述立体匹配采用Scharstein和Szelisk立体匹配算法相结合。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄礼缸，浦传勇，
申请(专利权)人：江苏国和智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：