一种无人船透雾成像避障装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种无人船透雾成像避障装置及其使用方法。本发明专利技术所述装置包括跟踪转台子系统、无人船位置及航向测量子系统、环境测量子系统、信息处理子系统、透雾成像子系统、图像处理子系统、图像显示子系统、激光测距子系统、避障及航线规划子系统和无人船方向控制子系统。本发明专利技术将光的强度信息、光谱信息和偏振信息有机组合，可实现强度、光谱、偏振成像三个功能，是对无人船成像探测的有益补充，可穿透海雾，提高成像的图像对比度，图像对比度可以提高35％，提高工作距离1

【技术实现步骤摘要】
一种无人船透雾成像避障装置及其使用方法


[0001]本专利技术属于光电成像
，特别是涉及一种无人船透雾成像避障装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]随着船舶信息化和智能化的快速发展，无人船的应用十分广泛，对于无人船航行的安全性需求也日益增加，但现有探测避障技术却忽略了海上气候复杂、多变的特点。由于海上雾天频繁，海雾导致能见度下降，严重影响船只在海上的行进。无人船的透雾成像探测及避障技术有限，现存技术并没有考虑海雾组成复杂，气候多变等问题，仅采用红外技术的穿透雾霾的成像系统性能受到限制，本专利技术将多维度光学偏振成像和人工智能技术相结合，提出了一种无人船透雾成像避障装置及其使用方法。国内在多维度探测、人工智能探测这两个方面虽然开展了初步的研究，但主要应用在气象探测、空间环境和地球科学等领域，尚未开展一种无人船透雾成像避障装置及其使用方法。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是为了解决现有技术中的问题，提出了一种无人船透雾成像避障装置及其使用方法。本专利技术将光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人船透雾成像避障装置，包括跟踪转台子系统(10)，其特征在于，所述避障装置还包括无人船位置及航向测量子系统(1)、环境测量子系统(2)、信息处理子系统(3)、透雾成像子系统(4)、图像处理子系统(5)、图像显示子系统(6)、激光测距子系统(7)、避障及航线规划子系统(8)和无人船方向控制子系统(9)；所述跟踪转台子系统(10)上设置信息处理子系统(3)、透雾成像子系统(4)和激光测距子系统(7)；信息处理子系统(3)控制跟踪转台子系统(10)，跟踪转台子系统(10)控制透雾成像子系统(4)和激光测距子系统(7)；所述环境测量子系统(2)、信息处理子系统(3)、透雾成像子系统(4)、图像处理子系统(5)、图像显示子系统(6)、避障及航线规划子系统(8)和无人船方向控制子系统(9)依次电学连接；所述激光测距子系统(7)一端与图像处理子系统(5)连接，另一端与避障及航线规划子系统(8)连接；信息处理子系统(3)、透雾成像子系统(4)、激光测距子系统(7)分别与跟踪转台子系统(10)电学连接；无人船位置及航向测量子系统(1)分别与信息处理子系统(3)、避障及航线规划子系统(8)电学连接；所述透雾成像子系统(4)包括滤光片选择单元Ⅰ、液晶相位延迟器单元Ⅱ和相机选择单元Ⅲ和旋转台单元Ⅳ；滤光片选择单元Ⅰ、液晶相位延迟器单元Ⅱ和相机选择单元Ⅲ光轴平行，依次连接；旋转台单元Ⅳ分别与滤光片选择单元Ⅰ、相机选择单元Ⅲ电学连接；所述信息处理子系统(3)根据环境测量子系统(2)及无人船位置及航向测量子系统(1)测量到的数据进行分析，通过控制旋转台(49)选择相应的滤光片和相机；所述信息处理子系统(3)控制跟踪转台子系统(10)将选择的成像装置与物体之间进行对准；所述图像处理子系统(5)包括图像增强处理单元(51)和偏振图像处理单元(52)；透雾成像子系统(4)获得的图像信息由图像处理子系统(5)进行图像处理，将进行信息处理后的图像传给图像显示子系统(6)；所述图像显示子系统(6)将图像处理子系统(5)处理后的图像显示出来，并将最终获得的图像传给避障及航线规划子系统(8)进行分析来规划无人船行进路线；所述激光测距子系统(7)由跟踪转台子系统(10)进行控制，并在所在方向上进行测距，将所得数据传给避障及航线规划子系统(8)进行分析来规划无人船行进路线；所述无人船方向控制子系统(9)通过避障及航线规划子系统(8)的规划，控制无人船的行进方向，完成躲避障碍并回到原路线的任务。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤光片选择单元Ⅰ包括可见光滤光片(41)、近红外滤光片(42)和长波红外滤光片(43)；所述液晶相位延迟器单元Ⅱ包括液晶相位延迟器Ⅰ(44)和液晶相位延迟器Ⅱ(45)；所述相机选择单元Ⅲ包括可见相机(46)、近红外相机(47)和长波红外相机(48)；当旋转台(49)旋转选择可见光滤光片(41)及可见光相机(46)时，可见光滤光片(41)、液晶相位延迟器Ⅰ(44)、液晶相位延迟器Ⅱ(45)和可见相机(46)同光轴且串联排列，光线依次经过，完成可见光强度成像与可见光偏振成像；当旋转台(49)旋转选择近红外滤光片(42)及近红外相机(47)时，近红外滤光片(42)、液晶相位延迟器Ⅰ(44)、液晶相位延迟器Ⅱ(45)和近红外相机(47)同光轴且串联排列，光线依次经过，完成近红外强度成像与近红外偏振成像；当旋转台(49)旋转选择长波红外滤光片(43)及长波红外相机(48)时，长波红外滤光片(43)、液晶相位延迟器Ⅰ(44)、液晶相位延迟器Ⅱ(45)和长波红外相机(48)同光轴且串联排
列，光线依次经过，完成长波红外强度成像与长波红外偏振成像。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述无人船位置航向测量子系统(1)包括导航定位系统(11)和姿态传感器(12)，所述无人船位置航向测量子系统(1)将导航定位系统(11)和姿态传感器(12)采集的无人船位置信息传输给信息处理子系统(3)的位置信息处理单元(32)以及避障及航线规划子系统(8)。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述环境测量子系统(2)包括能见度仪(21)和光敏传感器(22)，所述能见度仪(21)和光敏传感器(22)对环境参数进行测量并将数据传给信息处理子系统(3)的环境信息处理单元(31)。5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述避障及航线规划子系统(8)包括避障处理单元(81)和路线规划单元(82)，避障及航线规划子系统(8)结合无人船位置及航向测量子系统(1)、图像显示子系统(6)和激光测...

【专利技术属性】
技术研发人员：付强，张萌，李英超，史浩东，刘壮，朱一峰，于林韬，姜会林，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
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