一种用于自航式两栖清淤机器人的照明系统技术方案

本发明专利技术涉及照明技术领域，尤其涉及一种用于自航式两栖清淤机器人的照明系统，包括摄像装置、照明装置、空间检测装置以及中控处理器，本发明专利技术通过对清淤机器人所处环境的空间大小数据进行检测，中控处理器根据检测结果对照明装置的光照参数进行确定，同时，对清淤机器人所处空间进行划分，在不同的空间区域选用不同的光照参数，以使照明装置的亮度和光圈半径结合达到更佳照明效果，对图像清晰度不符合标准的区域根据图像亮度对区域的光照参数进行调整，以获取更好的照明效果，对于图像亮度符合标准的不清晰的图像进行图像处理，并识别淤泥轮廓，以实现识别淤泥轮廓的目的，确保清淤机器人在清淤时顺利进行工作。器人在清淤时顺利进行工作。器人在清淤时顺利进行工作。

【技术实现步骤摘要】
一种用于自航式两栖清淤机器人的照明系统


[0001]本专利技术涉及照明
，尤其涉及一种用于自航式两栖清淤机器人的照明系统。

技术介绍

[0002]水下环境安全的检测对水下的活动至关重要，水对光有着强烈的吸收作用，水下几十米的空间几乎是漆黑一片，因此进行水下安全检测一般都需要加人工照明，不同的环境使用的水下照明也就不同，一个合适的光源对水下检测成像至关重要。
[0003]中国专利公开号：CN110067964A公开了一种水陆两栖管道机器人用照明装置及控制方法，其属于机器人管道照明领域；包括：照明单元和水密接头；所述照明单元包括防水外壳，在防水外壳的出光端设有透镜，所述防水外壳内设有传感器模块、通信模块、电源板、LED芯片，所述LED芯片与电源板相连，所述电源板通过通信模块与传感器模块相连，所述通信模块、电源板均与水密接头相连。该申请的装置及控制方法，解决了现有技术中的照明装置工作环境适应能力小、不可遥控、不具有自检功能、使用水密接头过多等缺点。清淤机器人所处的水下环境是多种多样的，尤其当清淤机器人处于一个有限的空间时，获取准确的水下环境信息对于清淤机器人的顺利工作具有重要意义。然而，现有的照明装置对于水下环境信息的获取能力较低，不能准确识别水下环境。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种用于自航式两栖清淤机器人的照明系统，用以克服现有技术中现有的照明装置对于水下环境信息的获取能力较低，不能准确识别水下环境的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种用于自航式两栖清淤机器人的照明系统，包括：摄像装置，用以在所述清淤机器人清淤时采集清淤机器人所处环境的图像信息；照明装置，包括若干环绕设置在所述清淤机器人上的光源，用以对清淤机器人所处环境进行照明；空间检测装置，其设置在所述清淤机器人的前端，用以获取清淤机器人所处环境的环境参数，环境参数包括清淤机器人所处环境的区域面积、空间高度以及空间检测装置所处位置到所处环境的区域边缘的平均距离；中控处理器，其分别与所述摄像装置、所述照明装置和所述空间检测装置相连，用以根据通过所述环境参数计算的空间调整参数Ki以及所述摄像装置检测的所处环境的亮度判定是否将所述照明装置的光照参数调节至对应值，所述中控处理器在判定所述图像信息的亮度低于预设值时将所述光照参数调节至对应值并在图像信息的亮度大于等于预设值时对图像信息进行灰度化处理以及对灰度化处理后灰度图像中的标记区域进行二值化处理以判定图像信息中的形体轮廓是否为淤泥，其中所述光照参数包括照明装置中各所述光源的亮度和光圈半径。
[0006]进一步地，所述中控处理器根据所述空间检测装置上传的所述环境参数计算空间
调整参数Ki，中控处理器以所述空间检测装置所处位置为坐标原点建立空间坐标系f（x，y，z），以x轴y轴构成的平面为基准平面，将所述基准平面划分为预设数量n的区域，对于第i个区域，按照如下公式计算该区域的空间调整参数Ki，其中i的取值为1～n，其中，Si表示第i区域的区域面积，H表示所述清淤机器人所处空间的空间高度，V0表示预设空间体积，Li表示坐标原点到第i区域边缘的平均距离，L0表示预设平均距离。
[0007]进一步地，所述摄像装置在所述清淤机器人运行时检测清淤机器人所处环境的亮度Dh，所述中控处理器内部预设空间对比参数K01和K02，其中K01＜K02，所述中控处理器在所述摄像装置进行拍摄时根据所述第i区域空间调整参数Ki确定所述照明装置中对应光源对该区域进行光照时的光照参数，当Ki≥K02时，所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的亮度确定为D，设定；所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的光圈半径确定为R，设定；当K01≤Ki＜K02时，所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的亮度确定为D，设定D=D0，所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的光圈半径确定为R，设定R=R0；当Ki＜K01时，所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的亮度确定为D，设定；所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的光圈半径确定为R，设定；其中，D0表示照明装置的预设亮度，R0表示光圈的预设半径。
[0008]进一步地，所述摄像装置在所述清淤机器人运行时采集清淤机器人所处环境的图像信息，所述中控处理器在对从所述第i区域采集的图像信息进行分析时将该图像信息的清晰度Qi与预设清晰度Q0进行比对，当Qi≥Q0时，所述中控处理器判定所述摄像装置采集的该区域图像信息的清晰度符合标准，并对该区域中淤泥区域的轮廓特征进行提取；当Qi＜Q0时，所述中控处理器判定所述摄像装置采集的该区域图像信息的清晰度不符合标准，中控处理器计算该图像信息的亮度。
[0009]进一步地，所述中控处理器在判定所述摄像装置采集的单个所述区域图像信息的清晰度不符合标准时获取该图像信息的RGB值以计算该图像信息的亮度Y并将Y与预设亮度Y0进行比对，当Y＜Y0时，所述中控处理器判定针对该区域的光照参数不符合要求，中控处理器根据该区域图像信息的清晰度Q对所述照明装置的光照参数进行调整；当Y≥Y0时，所述中控处理器判定针对该区域的光照参数符合要求，中控处理器对清晰度不符合标准的图像信息进行图像处理以识别图像信息中的淤泥轮廓。
[0010]进一步地，所述中控处理器在判定针对单个所述区域的光照参数不符合要求时计算该区域图像信息的清晰度Qi与预设清晰度Q0的差值ΔQ并根据ΔQ对所述照明装置中对
应光源对该区域照明时的光照参数进行调整，设定ΔQ=Q0
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Qi，当ΔQ≤ΔQ1时，所述中控处理器使用α1将所述照明装置中对应光源对该区域照明时的亮度调整至D＇，设定D＇=D
×
α1，将照明装置中对应光源对该区域照明时的光圈半径调整至R
’
，设定R＇=R
×
α1；当ΔQ1＜ΔQ≤ΔQ2时，所述中控处理器使用α2将所述照明装置中对应光源对该区域照明时的亮度调整至D＇，设定D＇=D
×
α2，将照明装置中对应光源对该区域照明时的光圈半径调整至R＇设定R＇=R
×
α2；当ΔQ2＜ΔQ时，所述中控处理器使用α3将所述照明装置中对应光源对该区域照明时的亮度调整至D＇，设定D＇=D
×
α3，将照明装置中对应光源对该区域照明时的光圈半径调整至R＇，设定R＇=R
×
α3；其中，ΔQ1为第一预设清晰度差值，ΔQ2为第二预设清晰度差值，α1为第一调节系数，α2为第二调节系数，α3为第三调节系数，ΔQ1＜ΔQ2，1＜α1＜α2＜α3＜1.5。
[0011]进一步地，所述中控处理器设有灰度值差值对比参量ΔGpd，ΔGpd＞0，所述中控处理器在对清晰度不符合标准的所述图像信息进行图像处理以识别图像信息中的淤泥轮廓时对图像信息进行灰度化处理以获取针对该图像信息的灰度图像，中控处理器计算所述灰度图像的平均灰度值Gps并将灰度图像平均分为若干区域，依次计算灰度图像中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于自航式两栖清淤机器人的照明系统，其特征在于，包括：摄像装置，用以在所述清淤机器人清淤时采集清淤机器人所处环境的图像信息；照明装置，包括若干环绕设置在所述清淤机器人上的光源，用以对清淤机器人所处环境进行照明；空间检测装置，其设置在所述清淤机器人的前端，用以获取清淤机器人所处环境的环境参数，环境参数包括清淤机器人所处环境的区域面积、空间高度以及空间检测装置所处位置到所处环境的区域边缘的平均距离；中控处理器，其分别与所述摄像装置、所述照明装置和所述空间检测装置相连，用以根据通过所述环境参数计算的空间调整参数Ki以及所述摄像装置检测的所处环境的亮度判定是否将所述照明装置的光照参数调节至对应值，所述中控处理器在判定所述图像信息的亮度低于预设值时将所述光照参数调节至对应值并在图像信息的亮度大于等于预设值时对图像信息进行灰度化处理以及对灰度化处理后灰度图像中的标记区域进行二值化处理以判定图像信息中的形体轮廓是否为淤泥，其中所述光照参数包括照明装置中各所述光源的亮度和光圈半径。2.根据权利要求1所述的用于自航式两栖清淤机器人的照明系统，其特征在于，所述中控处理器根据所述空间检测装置上传的所述环境参数计算空间调整参数Ki，中控处理器以所述空间检测装置所处位置为坐标原点建立空间坐标系f（x，y，z），以x轴y轴构成的平面为基准平面，将所述基准平面划分为预设数量n的区域，对于第i个区域，按照如下公式计算该区域的空间调整参数Ki，其中i的取值为1～n，其中，Si表示第i区域的区域面积，H表示所述清淤机器人所处空间的空间高度，V0表示预设空间体积，Li表示坐标原点到第i区域边缘的平均距离，L0表示预设平均距离。3.根据权利要求2所述的用于自航式两栖清淤机器人的照明系统，其特征在于，所述摄像装置在所述清淤机器人运行时检测清淤机器人所处环境的亮度Dh，所述中控处理器内部预设空间对比参数K01和K02，其中K01＜K02，所述中控处理器在所述摄像装置进行拍摄时根据所述第i区域空间调整参数Ki确定所述照明装置中对应光源对该区域进行光照时的光照参数，当Ki≥K02时，所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的亮度确定为D，设定；所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的光圈半径确定为R，设定；当K01≤Ki＜K02时，所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的亮度确定为D，设定D=D0，所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的光圈半径确定为R，设定R=R0；当Ki＜K01时，所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的亮度确定为D，设定；所述中控处理器将照明装置中对应光源对第i区域照明时的光圈半径确
定为R，设定；其中，D0表示照明装置的预设亮度，R0表示光圈的预设半径。4.根据权利要求3所述的用于自航式两栖清淤机器人的照明系统，其特征在于，所述摄像装置在所述清淤机器人运行时采集清淤机器人所处环境的图像信息，所述中控处理器在对从所述第i区域采集的图像信息进行分析时将该图像信息的清晰度Qi与预设清晰度Q0进行比对，当Qi≥Q0时，所述中控处理器判定所述摄像装置采集的该区域图像信息的清晰度符合标准，并对该区域中淤泥区域的轮廓特征进行提取；当Qi＜Q0时，所述中控处理器判定所述摄像装置采集的该区域图像信息的清晰度不符合标准，中控处理器计算该图像信息的亮度。5.根据权利要求4所述的用于自航式两栖清淤机器人的照明系统，其特征在于，所述中控处理器在判定所述摄像装置采集的单个所述区域图像信息的清晰度不符合标准时获取该图像信息的RGB值以计算该图像信息的亮度Y并将Y与预设亮度Y0进行比对，当Y＜Y0时，所述中控处理器判定针对该区域的光照参数不符合要求，中控处理器根据该区域图像信息的清晰度Q对所述照明装置的光照参数进行调整；当Y≥Y0时，所述中控处理器判定针对该区域的光照参数符合要求，中控处理器对清晰度不符合标准的图像信息进行图像处理以识别图像信息中的淤泥轮廓。6.根据权利要求5所述的用于自航式两栖清淤机器人的照明系统，其特征在于，所述中控处理器在判定针对单个所述区域的光照参数不符合要求时计算该区域图像信息的清晰度Qi与预设清晰度Q0的差值ΔQ并根据ΔQ对所述照明装置中对应光源对该区域照明时的光照参数进行调整，设定ΔQ=Q0
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【专利技术属性】
技术研发人员：王兴瑞，王朋，
申请(专利权)人：青州鑫聚隆装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：