CN104765042A - 一种水面目标检测识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水面目标检测识别系统，包括数据处理中心，发射模块、拍摄模块和为所述的数据处理中心，发射模块和拍摄模块供电的电源系统；所述发射模块包括相互连通的近红外激光发射器和通信设备；所述拍摄模块包括顺序连通的红外专用摄像机、图像处理系统和通信设备，所述发射模块和拍摄模块分别设置在待测水面两侧，并通过各自的通信设备与数据处理中心连通。本发明利用水面、水体对红外激光的折射，来检测水面漂浮物；识别精度高、实时性好、维护成本低、应用范围广、使用寿命长。

Description

一种水面目标检测识别系统
技术领域
本发明涉及一种有效识别水面漂浮物的系统，尤其涉及一种水面目标检测识别系统，属于模式识别及电子传感器技术领域。
背景技术
随着内河、近海航运事业的快速发展，如何快速有效的识别水面漂浮物，为水面安全规避、污染物清洁、水面交通安全等领域提供早期预警及实时监控等信息，成为了智能识别、信息化以及传感器领域的重要课题之一。
现有的水面目标检测识别装置，通过CCD相机获取水面信息，进行图像识别，错误率高、成本高、监控范围有限；通过碰撞和距离传感器，获取传感信息，实时性差，安全性差，使用寿命有限；通过声纳雷达等设备，维护成本高昂，无法适应恶劣环境；很难大规模应用于社会生产的各个需求领域。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种水面目标检测识别系统，能够实时的对水面漂浮物体进行检测、识别，并将相关信息通过无线网络传输至数据处理中心，最终做出决策。
本发明所采用的技术方案为：
一种水面目标检测识别系统，包括数据处理中心，发射模块、拍摄模块和为所述的数据处理中心，发射模块和拍摄模块供电的电源系统；所述发射模块包括相互连通的近红外激光发射器和通信设备；所述拍摄模块包括顺序连通的红外专用摄像机、图像处理系统和通信设备，所述发射模块和拍摄模块分别设置在待测水面两侧，并通过各自的通信设备与数据处理中心连通；所述拍摄模块设置在近红外激光发射器发射激光照射水面后的反射激光覆盖区域；且所述拍摄模块设置在远离近红外激光发射器发射激光照射在静止水面的反射路径上。
进一步，所述近红外激光发射器以30°—60°的角度照射水面；其照射点以一定的密度平均覆盖待检测水面区域。
进一步，所述的红外专用摄像机还设置有滤光镜头；预先过滤排除自然强光干扰，将图像亮度降低至日夜变化的范围均不超过量化阀值；在所述的红外专用摄像机的CMOS元器件之前还设置有物理专用窄带数字滤波器；将近红外激光器发射出的中心频率在一定范围以外的电磁波进行高分贝的衰减。
进一步，所述发射模块至少设置有一个，所述拍摄模块设置的个数大于或等于发射模块设置的个数；其拍摄视角能够完整的覆盖待检测水面区域。
进一步，所述通信设备为ZIGBEE无线通信设备；使发射模块和拍摄模块通过基于ZIGBEE的无线方式与数据处理中心进行信息相互传输。
进一步，所述图像处理系统包括数字信号处理器、逻辑处理器、存储器；对拍摄的图像进一步进行处理与存储。
本发明的有益效果在于：在待检测的水面区域两侧排布若干发射模块和拍摄模块，并组成水面目标检测识别系统；利用水面、水体对红外激光的折射，来检测水面漂浮物；识别精度高、实时性好、维护成本低、应用范围广、使用寿命长；可以很好的替代现有的水面识别设备和漂浮物检测传感器设备，应用于各种信息化的系统中；进一步的，可以根据利用其一系列特点，大规模的应用于识别水面漂浮物，为水面安全规避、污染物清洁、水面交通安全等领域提供早期预警及实时监控等，实现较大的社会效益、经济效益。
附图说明：
图1为本发明发射模块示意图；
图2为本发明拍摄模块示意图；
图3为本发明实施例发射模块和拍摄模块安装位置示意图；
图中主要附图标记含义如下：
1、近红外激光发射器，2、红外专用摄像机，3、图像处理系统，4、通信设备，5、水面。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做具体的介绍。
本实施例是一种水面目标检测识别系统，包括数据处理中心，发射模块、拍摄模块和为所述的数据处理中心，发射模块和拍摄模块供电的电源系统；如图1所示，所述发射模块包括相互连通的近红外激光发射器1和通信设备4；如图2所示，所述拍摄模块包括顺序连通的红外专用摄像机2、图像处理系统3和通信设备4，本实施例所述通信设备4为ZIGBEE无线通信设备4；如图3所示，本实施例在待测水面5m侧设置有8个近红外激光发射器1，都以30°的角度照射水面5；其照射点以一定的密度平均覆盖待检测水面5区域；当然，也可以根据实际环境设置一个或多个近红外激光发射器1，并都以35°、40°、45°、50°、55°、60°的角度照射水面5；在待测水面5n侧设置有8个以上的红外专用摄像机2，其拍摄视角能够完整的覆盖待检测水面5区域；当然，也可以根据实际环境设置与近红外激光发射器1等同数量或多于它的数量；所述发射模块和拍摄模块通过基于ZIGBEE的无线通信设备4与数据处理中心进行信息相互传输；所述拍摄模块设置在近红外激光发射器1发射激光照射水面5后的反射激光覆盖区域；且所述拍摄模块设置在远离近红外激光发射器1发射激光照射在静止水面5的反射路径上。
进一步，本实施例所述的红外专用摄像机2还设置有滤光镜头；预先过滤排除自然强光干扰，将图像亮度降低至日夜变化的范围均不超过量化阀值；在所述的红外专用摄像机2的CMOS元器件之前还设置有物理专用窄带数字滤波器；将近红外激光器1发射出的中心频率在一定范围以外的电磁波进行高分贝的衰减；而且，本实施例所述图像处理系统包括数字信号处理器、逻辑处理器、存储器；对拍摄的图像进一步进行处理和存储。
本实施例的工作原理如下：
数据处理中心通过ZIGBEE无线控制发射模块在需要的时间点，打开近红外激光发射器1，对预定水面5区域进行照射；红外专用摄像机2通过滤光镜头进行物理预过滤排除自然强光干扰，将图像亮度降低至日夜变化的范围均不超过量化阀值；位于红外专用摄像机2的CMOS元器件之前的物理专用窄带数字滤波器，将近红外激光器1发射出的中心频率在一定范围以外的电磁波进行高分贝的衰减；CMOS元器件成像后，通过图像处理系统利用软件数字滤波手段滤除图像画面噪声点，计算整张图像画面的白平衡，根据预设的参数确定二值化图像所需要的灰度阀值；对图像进行二值化处理；对获得的二值化图像，自动判别、统计画面中的光斑数目，并通过ZIGBEE无线通信设备4上传光斑数目报警信息至数据处理中心；数据处理中心根据多个拍摄模块上传的光斑数目报警信息，以及预存的发射模块和接收模块的位置信息，输入计算机模型分析出水面5是否有漂浮物及漂浮物表面崎岖度、厚度、面积大小等信息；并将此信息告知用户是否采取措施。
上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种水面目标检测识别系统，其特征在于：包括数据处理中心，发射模块、拍摄模块和为所述的数据处理中心，发射模块和拍摄模块供电的电源系统；所述发射模块包括相互连通的近红外激光发射器和通信设备；所述拍摄模块包括顺序连通的红外专用摄像机、图像处理系统和通信设备，所述发射模块和拍摄模块分别设置在待测水面两侧，并通过各自的通信设备与数据处理中心连通；所述拍摄模块设置在近红外激光发射器发射激光照射水面后的反射激光覆盖区域；且所述拍摄模块设置在远离近红外激光发射器发射激光照射在静止水面的反射路径上。
2.根据权利要求1所述的一种水面目标检测识别系统，其特征在于，所述近红外激光发射器以30°—60°的角度照射水面。
3.根据权利要求1所述的一种水面目标检测识别系统，其特征在于，所述的红外专用摄像机还设置有滤光镜头。
4.根据权利要求3所述的一种水面目标检测识别系统，其特征在于，在所述的红外专用摄像机的CMOS元器件之前还设置有物理专用窄带数字滤波器。
5.根据权利要求1所述的一种水面目标检测识别系统，其特征在于，所述发射模块至少设置有一个，所述拍摄模块设置的个数大于或等于发射模块设置的个数。
6.根据权利要求1所述的一种水面目标检测识别系统，其特征在于，所述通信设备为ZIGBEE无线通信设备。
7.根据权利要求1所述的一种水面目标检测识别系统，其特征在于，所述图像处理系统包括数字信号处理器、逻辑处理器、存储器。
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