CN105160637A - 一种图像清晰化分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像清晰化分析方法，该方法包括：1)提供一种用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统，所述分析系统包括潜水器主体、清晰化识别设备和单片机，所述清晰化识别设备和所述单片机都位于所述潜水器主体上，所述清晰化识别设备用于对水下图像执行清晰化处理，并检测水下是否存在岩石，所述单片机与所述清晰化识别设备连接，用于在确定存在岩石时对岩石相关信息进行处理，并将处理结果传送到水上；以及2)运行所述分析系统。通过本发明，能够对水下图像进行清晰化处理，并能够自动获取水下岩石的相关信息。

Description

一种图像清晰化分析方法

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像清晰化分析方法。

背景技术

水下环境比陆上环境更为复杂，这对潜水器的水下工作提出更高的要求。由于水下环境中对潜水器造成损坏的最主要因素是岩石，因而，需要对潜水器前方碰到岩石时制定合适的避让处理策略，提高潜水器的安全性，以保证潜水器能够正常工作。

现有技术中为潜水器配备的岩石处理设备较为简单，岩石识别技术精度不高，而且无法克服水中散射光对岩石分析的干扰因素，同时，潜水器的结构也较为简单，无法适应千变万化的水下环境。

为此，本发明提出了一种用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统，能够克服水下散射光对岩石图像识别的干扰，同时能够根据具体的岩石状态制定不同的躲避或处理策略，提高潜水器的可靠性。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统，利用具有灰度化处理子设备、图像分割子设备、背景估计子设备、背景剥离子设备、散射光滤除子设备和目标识别子设备的清晰化识别设备精确识别出水下岩石，并根据岩石具体情况制定合适的处理策略，同时改造现有的潜水器结构，使得潜水器更适合在水下行走和操作。

根据本发明的一方面，提供了一种图像清晰化分析方法，该方法包括：1)提供一种用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统，所述分析系统包括潜水器主体、清晰化识别设备和单片机，所述清晰化识别设备和所述单片机都位于所述潜水器主体上，所述清晰化识别设备用于对水下图像执行清晰化处理，并检测水下是否存在岩石，所述单片机与所述清晰化识别设备连接，用于在确定存在岩石时对岩石相关信息进行处理，并将处理结果传送到水上；以及2)运行所述分析系统。

更具体地，在所述用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统中，还包括：挖掘设备，设置在所述潜水器主体上，包括挖掘电机和挖掘驱动器，所述挖掘驱动器与所述挖掘电机连接，用于对前方岩石进行挖掘；水下摄像机，包括半球形防水透明罩、辅助照明子设备、CCD视觉传感器和超声波测距子设备，所述半球形防水透明罩用于容纳所述辅助照明子设备和所述CCD视觉传感器，所述超声波测距子设备用于测量所述潜水器主体距离前方岩石的距离，并作为第一相对距离输出，所述辅助照明子设备为所述CCD视觉传感器的水下拍摄提供辅助照明，所述CCD视觉传感器对前方目标拍摄以获得包含前方目标的水下图像；所述潜水器主体包括支架、左压力克透明筒、右压力克透明筒、连接箍、储物台、机械臂、机械手、隔水密封筒、横向螺旋桨、竖向螺旋桨、纵向螺旋桨和三个直流电机，所述支架用于将所述潜水器主体固定在水下，所述连接箍与所述支架固定连接，所述储物台和所述机械臂与所述连接箍分别连接，所述机械手与所述机械臂连接，所述机械臂包括大臂和与大臂连接的小臂，所述三个直流电机分别带动所述横向螺旋桨、所述竖向螺旋桨和所述纵向螺旋桨，以通过螺旋桨的正反转，为潜水器主体提供6个自由度的推进动力；移动硬盘，预先存储了灰度化岩石模版，所述灰度化岩石模版为对基准岩石进行拍摄所得到的岩石图像执行灰度化处理而获得，还预先存储了岩石面积阈值、岩石高度阈值和岩石宽度阈值，所述岩石面积阈值与潜水器挖掘输出功率成正比，所述岩石高度阈值与潜水器瞬时爬升输出功率成正比，所述岩石宽度阈值与所述潜水器瞬时绕行输出功率成正比；水上浮标，设置在所述潜水器主体的上方水面上；供电设备，设置在所述水上浮标上，包括防水密封罩、太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述防水密封罩用于容纳所述太阳能供电器件、所述蓄电池、所述切换开关和所述电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池的剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；北斗星定位设备，设置在所述水上浮标上，由所述供电设备提供电力供应，用于接收北斗星卫星发送的北斗星定位数据；声纳探测设备，设置在所述水上浮标上，由所述供电设备提供电力供应，用于探测所述潜水器主体到所述水上浮标的相对距离，并作为第二相对距离输出；所述清晰化识别设备包括灰度化处理子设备、图像分割子设备、背景估计子设备、背景剥离子设备、散射光滤除子设备和目标识别子设备；所述灰度化处理子设备与所述CCD视觉传感器连接，用于对所述水下图像执行灰度化处理以获得灰度化水下图像；所述图像分割子设备与所述灰度化处理子设备连接，基于所述灰度化水下图像的分辨率自适应地对所述灰度化水下图像进行分块，以获得各个分块图像；所述背景估计子设备与所述图像分割子设备连接，对每一个分块图像执行背景估计处理：基于每一个分块图像的各个像素的灰度值计算每一个分块图像的灰度平均值，将获得的灰度平均值作为被计算的分块图像的背景灰度值；所述背景剥离子设备与所述背景估计子设备连接，将每一个分块图像的各个像素的灰度值减去该分块图像对应的背景灰度值以获得每一个分块图像的去背景灰度子图像，并将所有分块图像的去背景灰度子图像合并以组成背景剥离图像；所述散射光滤除子设备与所述背景剥离子设备、所述超声波测距子设备和所述辅助照明子设备分别连接，以获得所述第二相对距离和所述辅助照明亮度，并基于所述第二相对距离和所述辅助照明亮度去除所述背景剥离图像中因为辅助照明子设备照射而在前方目标上形成的散射光成份，以获得清晰化背景剥离图像；所述目标识别子设备与所述散射光滤除子设备和所述移动硬盘连接，将所述清晰化背景剥离图像与灰度化岩石模版匹配，匹配成功，则发出岩石获取信号，将所述散射光滤除子设备中被匹配出的岩石子图像分割并输出，匹配识别，则发出无岩石信号；岩石状态分析设备，与所述清晰化识别设备和所述超声波测距子设备分别连接，当接收到所述岩石获取信号时，基于所述第一相对距离和所述岩石子图像占据所述水下图像的面积百分比计算水下岩石横向面积，基于所述第一相对距离和所述岩石子图像纵向高度占据所述水下图像纵向高度的高度百分比计算水下岩石高度，基于所述第一相对距离和所述岩石子图像横向宽度占据所述水下图像横向宽度的宽度百分比计算水下岩石宽度；所述单片机与所述水下摄像机、所述北斗星定位设备、所述声纳探测设备、所述超声波测距子设备、所述清晰化识别设备和所述三个直流电机分别连接，用于监视所述三个直流电机的工作状态，还用于在接收到所述岩石获取信号时，启动所述北斗星定位设备、所述声纳探测设备、所述超声波测距子设备以接收所述北斗星定位数据、所述第二相对距离和所述第一相对距离，基于所述北斗星定位数据、所述第二相对距离和所述第一相对距离计算并输出岩石定位数据，并通过电缆将所述水下图像、所述清晰化背景剥离图像和所述岩石定位数据传输到岸基处理设备；所述单片机在接收到所述无岩石信号时，关闭所述北斗星定位设备、所述声纳探测设备、所述超声波测距子设备；所述单片机还与所述岩石状态分析设备、所述清晰化识别设备和所述移动硬盘分别连接，当接收到所述岩石获取信号时，将所述水下岩石横向面积与所述岩石面积阈值比较，所述水下岩石横向面积小于等于所述岩石面积阈值则发出挖掘驱动信号，所述水下岩石横向面积大于所述岩石面积阈值则进入躲避工作模式；其中，所述单片机在所述躲避工作模式中执行以下操作：当所述水下岩石高度小于等于所述岩石高度阈值时则发出上升驱动信号，当所述水下岩石高度大于所述岩石高度阈值时，进一步判断所述水下岩石宽度和所述岩石宽度阈值的比较结果：当所述水下岩石宽度小于等于所述岩石宽度阈值时则发出左右绕行驱动信号，否则，发出后退驱动信号；所述单片机还与所述三个直流电机连接，以将所述上升驱动信号、所述左右绕行驱动信号或后退驱动信号发送到所述三个直流电机；所述单片机还与所述挖掘驱动器连接，以将所述挖掘驱动信号发送到所述挖掘驱动器。

更具体地，在所述用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统中：所述岸基处理设备位于水上船舶或岸边位置，通过电缆与所述单片机连接。

更具体地，在所述用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统中：所述单片机为AT89C51。

更具体地，在所述用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统中：所述灰度化处理子设备、所述图像分割子设备、所述背景估计子设备、所述背景剥离子设备、所述散射光滤除子设备和所述目标识别子设备集成在一块集成电路板上。

更具体地，在所述用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统中：所述单片机还实时监控自身的资源占用百分比。

更具体地，在所述用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统中：所述单片机在自身的资源占用百分比小于预定百分比阈值时，替换所述背景估计子设备的全部操作。

更具体地，在所述用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统中：所述单片机在自身的资源占用百分比大于等于预定百分比阈值时，退出对所述背景估计子设备的全部操作的替换。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统的结构方框图。

附图标记：1潜水器主体；2清晰化识别设备；3单片机

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统的实施方案进行详细说明。

潜水器在水下行走和操作时，需要适应各种水下环境，尤其注意对前方的岩石的躲避和处理，现有技术中对岩石分析较为粗糙，没有考虑水中散射光带来的干扰，同时，岩石处理策略不够完善，潜水器本身结构也不够合理。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统，改造潜水器和其携带设备的具体结构，使其能够准确分析出前方岩石的具体情况，以制定合适的躲避和处理策略，避免潜水器受到损害。

图1为根据本发明实施方案示出的用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统的结构方框图，所述分析系统包括潜水器主体、清晰化识别设备和单片机，所述清晰化识别设备和所述单片机都位于所述潜水器主体上，所述清晰化识别设备用于对水下图像执行清晰化处理，并检测水下是否存在岩石，所述单片机与所述清晰化识别设备连接，用于在确定存在岩石时对岩石相关信息进行处理，并将处理结果传送到水上。

接着，继续对本发明的用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统的具体结构进行进一步的说明。

所述分析系统还包括：挖掘设备，设置在所述潜水器主体上，包括挖掘电机和挖掘驱动器，所述挖掘驱动器与所述挖掘电机连接，用于对前方岩石进行挖掘。

所述分析系统还包括：水下摄像机，包括半球形防水透明罩、辅助照明子设备、CCD视觉传感器和超声波测距子设备，所述半球形防水透明罩用于容纳所述辅助照明子设备和所述CCD视觉传感器，所述超声波测距子设备用于测量所述潜水器主体距离前方岩石的距离，并作为第一相对距离输出，所述辅助照明子设备为所述CCD视觉传感器的水下拍摄提供辅助照明，所述CCD视觉传感器对前方目标拍摄以获得包含前方目标的水下图像。

所述潜水器主体包括支架、左压力克透明筒、右压力克透明筒、连接箍、储物台、机械臂、机械手、隔水密封筒、横向螺旋桨、竖向螺旋桨、纵向螺旋桨和三个直流电机，所述支架用于将所述潜水器主体固定在水下，所述连接箍与所述支架固定连接，所述储物台和所述机械臂与所述连接箍分别连接，所述机械手与所述机械臂连接，所述机械臂包括大臂和与大臂连接的小臂，所述三个直流电机分别带动所述横向螺旋桨、所述竖向螺旋桨和所述纵向螺旋桨，以通过螺旋桨的正反转，为潜水器主体提供6个自由度的推进动力。

所述分析系统还包括：移动硬盘，预先存储了灰度化岩石模版，所述灰度化岩石模版为对基准岩石进行拍摄所得到的岩石图像执行灰度化处理而获得，还预先存储了岩石面积阈值、岩石高度阈值和岩石宽度阈值，所述岩石面积阈值与潜水器挖掘输出功率成正比，所述岩石高度阈值与潜水器瞬时爬升输出功率成正比，所述岩石宽度阈值与所述潜水器瞬时绕行输出功率成正比。

所述分析系统还包括：水上浮标，设置在所述潜水器主体的上方水面上。

所述分析系统还包括：供电设备，设置在所述水上浮标上，包括防水密封罩、太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述防水密封罩用于容纳所述太阳能供电器件、所述蓄电池、所述切换开关和所述电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池的剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压。

所述分析系统还包括：北斗星定位设备，设置在所述水上浮标上，由所述供电设备提供电力供应，用于接收北斗星卫星发送的北斗星定位数据。

所述分析系统还包括：声纳探测设备，设置在所述水上浮标上，由所述供电设备提供电力供应，用于探测所述潜水器主体到所述水上浮标的相对距离，并作为第二相对距离输出。

所述清晰化识别设备包括灰度化处理子设备、图像分割子设备、背景估计子设备、背景剥离子设备、散射光滤除子设备和目标识别子设备；所述灰度化处理子设备与所述CCD视觉传感器连接，用于对所述水下图像执行灰度化处理以获得灰度化水下图像；所述图像分割子设备与所述灰度化处理子设备连接，基于所述灰度化水下图像的分辨率自适应地对所述灰度化水下图像进行分块，以获得各个分块图像；所述背景估计子设备与所述图像分割子设备连接，对每一个分块图像执行背景估计处理：基于每一个分块图像的各个像素的灰度值计算每一个分块图像的灰度平均值，将获得的灰度平均值作为被计算的分块图像的背景灰度值；所述背景剥离子设备与所述背景估计子设备连接，将每一个分块图像的各个像素的灰度值减去该分块图像对应的背景灰度值以获得每一个分块图像的去背景灰度子图像，并将所有分块图像的去背景灰度子图像合并以组成背景剥离图像；所述散射光滤除子设备与所述背景剥离子设备、所述超声波测距子设备和所述辅助照明子设备分别连接，以获得所述第二相对距离和所述辅助照明亮度，并基于所述第二相对距离和所述辅助照明亮度去除所述背景剥离图像中因为辅助照明子设备照射而在前方目标上形成的散射光成份，以获得清晰化背景剥离图像；所述目标识别子设备与所述散射光滤除子设备和所述移动硬盘连接，将所述清晰化背景剥离图像与灰度化岩石模版匹配，匹配成功，则发出岩石获取信号，将所述散射光滤除子设备中被匹配出的岩石子图像分割并输出，匹配识别，则发出无岩石信号。

所述分析系统还包括：岩石状态分析设备，与所述清晰化识别设备和所述超声波测距子设备分别连接，当接收到所述岩石获取信号时，基于所述第一相对距离和所述岩石子图像占据所述水下图像的面积百分比计算水下岩石横向面积，基于所述第一相对距离和所述岩石子图像纵向高度占据所述水下图像纵向高度的高度百分比计算水下岩石高度，基于所述第一相对距离和所述岩石子图像横向宽度占据所述水下图像横向宽度的宽度百分比计算水下岩石宽度。

所述单片机与所述水下摄像机、所述北斗星定位设备、所述声纳探测设备、所述超声波测距子设备、所述清晰化识别设备和所述三个直流电机分别连接，用于监视所述三个直流电机的工作状态，还用于在接收到所述岩石获取信号时，启动所述北斗星定位设备、所述声纳探测设备、所述超声波测距子设备以接收所述北斗星定位数据、所述第二相对距离和所述第一相对距离，基于所述北斗星定位数据、所述第二相对距离和所述第一相对距离计算并输出岩石定位数据，并通过电缆将所述水下图像、所述清晰化背景剥离图像和所述岩石定位数据传输到岸基处理设备；所述单片机在接收到所述无岩石信号时，关闭所述北斗星定位设备、所述声纳探测设备、所述超声波测距子设备。

所述单片机还与所述岩石状态分析设备、所述清晰化识别设备和所述移动硬盘分别连接，当接收到所述岩石获取信号时，将所述水下岩石横向面积与所述岩石面积阈值比较，所述水下岩石横向面积小于等于所述岩石面积阈值则发出挖掘驱动信号，所述水下岩石横向面积大于所述岩石面积阈值则进入躲避工作模式。

所述单片机在所述躲避工作模式中执行以下操作：当所述水下岩石高度小于等于所述岩石高度阈值时则发出上升驱动信号，当所述水下岩石高度大于所述岩石高度阈值时，进一步判断所述水下岩石宽度和所述岩石宽度阈值的比较结果：当所述水下岩石宽度小于等于所述岩石宽度阈值时则发出左右绕行驱动信号，否则，发出后退驱动信号。

所述单片机还与所述三个直流电机连接，以将所述上升驱动信号、所述左右绕行驱动信号或后退驱动信号发送到所述三个直流电机；所述单片机还与所述挖掘驱动器连接，以将所述挖掘驱动信号发送到所述挖掘驱动器。

可选地，在所述用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统中：所述岸基处理设备位于水上船舶或岸边位置，通过电缆与所述单片机连接；所述单片机为AT89C51；所述灰度化处理子设备、所述图像分割子设备、所述背景估计子设备、所述背景剥离子设备、所述散射光滤除子设备和所述目标识别子设备集成在一块集成电路板上；所述单片机还实时监控自身的资源占用百分比；所述单片机在自身的资源占用百分比小于预定百分比阈值时，替换所述背景估计子设备的全部操作；所述单片机在自身的资源占用百分比大于等于预定百分比阈值时，退出对所述背景估计子设备的全部操作的替换。

另外，CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(PassivePixelSensorCMOS)与主动式像素传感器(ActivePixelSensorCMOS)。

被动式像素传感器(PassivePixelSensor，简称PPS)，又叫无源式像素传感器，他由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结，他可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联。当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线(Columnbus)连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路(Chargeintegratingamplifier)保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。

主动式像素传感器(ActivePixelSensor，简称APS)，又叫有源式像素传感器。几乎在CMOSPPS像素结构发明的同时，人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能，在CMOSAPS中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大晶体管减少了像素元件的有效表面积，降低了“封装密度”，使40％～50％的入射光被反射。这种传感器的另一个问题是，如何使传感器的多通道放大器之间有较好的匹配，这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于CMOSAPS像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发，所以CMOSAPS的功耗比CCD图像传感器的还小。

采用本发明的用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统，针对现有技术中潜水器适应水下环境能力差的技术问题，通过改造现有潜水器的结构，引入清晰化处理设备以去除散射光干扰，同时引入高精度的岩石识别技术，以制定适宜的岩石躲避和处理策略，从而在整体上提高了潜水器的安全性能。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种图像清晰化分析方法，该方法包括：

1)提供一种用于潜水器的岩石图像清晰化分析系统，所述分析系统包括潜水器主体、清晰化识别设备和单片机，所述清晰化识别设备和所述单片机都位于所述潜水器主体上，所述清晰化识别设备用于对水下图像执行清晰化处理，并检测水下是否存在岩石，所述单片机与所述清晰化识别设备连接，用于在确定存在岩石时对岩石相关信息进行处理，并将处理结果传送到水上；以及

2)运行所述分析系统。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析系统还包括：

挖掘设备，设置在所述潜水器主体上，包括挖掘电机和挖掘驱动器，所述挖掘驱动器与所述挖掘电机连接，用于对前方岩石进行挖掘；

水下摄像机，包括半球形防水透明罩、辅助照明子设备、CCD视觉传感器和超声波测距子设备，所述半球形防水透明罩用于容纳所述辅助照明子设备和所述CCD视觉传感器，所述超声波测距子设备用于测量所述潜水器主体距离前方岩石的距离，并作为第一相对距离输出，所述辅助照明子设备为所述CCD视觉传感器的水下拍摄提供辅助照明，所述CCD视觉传感器对前方目标拍摄以获得包含前方目标的水下图像；

所述潜水器主体包括支架、左压力克透明筒、右压力克透明筒、连接箍、储物台、机械臂、机械手、隔水密封筒、横向螺旋桨、竖向螺旋桨、纵向螺旋桨和三个直流电机，所述支架用于将所述潜水器主体固定在水下，所述连接箍与所述支架固定连接，所述储物台和所述机械臂与所述连接箍分别连接，所述机械手与所述机械臂连接，所述机械臂包括大臂和与大臂连接的小臂，所述三个直流电机分别带动所述横向螺旋桨、所述竖向螺旋桨和所述纵向螺旋桨，以通过螺旋桨的正反转，为潜水器主体提供6个自由度的推进动力；

移动硬盘，预先存储了灰度化岩石模版，所述灰度化岩石模版为对基准岩石进行拍摄所得到的岩石图像执行灰度化处理而获得，还预先存储了岩石面积阈值、岩石高度阈值和岩石宽度阈值，所述岩石面积阈值与潜水器挖掘输出功率成正比，所述岩石高度阈值与潜水器瞬时爬升输出功率成正比，所述岩石宽度阈值与所述潜水器瞬时绕行输出功率成正比；

水上浮标，设置在所述潜水器主体的上方水面上；

供电设备，设置在所述水上浮标上，包括防水密封罩、太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述防水密封罩用于容纳所述太阳能供电器件、所述蓄电池、所述切换开关和所述电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池的剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；

北斗星定位设备，设置在所述水上浮标上，由所述供电设备提供电力供应，用于接收北斗星卫星发送的北斗星定位数据；

声纳探测设备，设置在所述水上浮标上，由所述供电设备提供电力供应，用于探测所述潜水器主体到所述水上浮标的相对距离，并作为第二相对距离输出；

所述清晰化识别设备包括灰度化处理子设备、图像分割子设备、背景估计子设备、背景剥离子设备、散射光滤除子设备和目标识别子设备；所述灰度化处理子设备与所述CCD视觉传感器连接，用于对所述水下图像执行灰度化处理以获得灰度化水下图像；所述图像分割子设备与所述灰度化处理子设备连接，基于所述灰度化水下图像的分辨率自适应地对所述灰度化水下图像进行分块，以获得各个分块图像；所述背景估计子设备与所述图像分割子设备连接，对每一个分块图像执行背景估计处理：基于每一个分块图像的各个像素的灰度值计算每一个分块图像的灰度平均值，将获得的灰度平均值作为被计算的分块图像的背景灰度值；所述背景剥离子设备与所述背景估计子设备连接，将每一个分块图像的各个像素的灰度值减去该分块图像对应的背景灰度值以获得每一个分块图像的去背景灰度子图像，并将所有分块图像的去背景灰度子图像合并以组成背景剥离图像；所述散射光滤除子设备与所述背景剥离子设备、所述超声波测距子设备和所述辅助照明子设备分别连接，以获得所述第二相对距离和所述辅助照明亮度，并基于所述第二相对距离和所述辅助照明亮度去除所述背景剥离图像中因为辅助照明子设备照射而在前方目标上形成的散射光成份，以获得清晰化背景剥离图像；所述目标识别子设备与所述散射光滤除子设备和所述移动硬盘连接，将所述清晰化背景剥离图像与灰度化岩石模版匹配，匹配成功，则发出岩石获取信号，将所述散射光滤除子设备中被匹配出的岩石子图像分割并输出，匹配识别，则发出无岩石信号；

岩石状态分析设备，与所述清晰化识别设备和所述超声波测距子设备分别连接，当接收到所述岩石获取信号时，基于所述第一相对距离和所述岩石子图像占据所述水下图像的面积百分比计算水下岩石横向面积，基于所述第一相对距离和所述岩石子图像纵向高度占据所述水下图像纵向高度的高度百分比计算水下岩石高度，基于所述第一相对距离和所述岩石子图像横向宽度占据所述水下图像横向宽度的宽度百分比计算水下岩石宽度；

所述单片机与所述水下摄像机、所述北斗星定位设备、所述声纳探测设备、所述超声波测距子设备、所述清晰化识别设备和所述三个直流电机分别连接，用于监视所述三个直流电机的工作状态，还用于在接收到所述岩石获取信号时，启动所述北斗星定位设备、所述声纳探测设备、所述超声波测距子设备以接收所述北斗星定位数据、所述第二相对距离和所述第一相对距离，基于所述北斗星定位数据、所述第二相对距离和所述第一相对距离计算并输出岩石定位数据，并通过电缆将所述水下图像、所述清晰化背景剥离图像和所述岩石定位数据传输到岸基处理设备；所述单片机在接收到所述无岩石信号时，关闭所述北斗星定位设备、所述声纳探测设备、所述超声波测距子设备；

所述单片机还与所述岩石状态分析设备、所述清晰化识别设备和所述移动硬盘分别连接，当接收到所述岩石获取信号时，将所述水下岩石横向面积与所述岩石面积阈值比较，所述水下岩石横向面积小于等于所述岩石面积阈值则发出挖掘驱动信号，所述水下岩石横向面积大于所述岩石面积阈值则进入躲避工作模式；

其中，所述单片机在所述躲避工作模式中执行以下操作：当所述水下岩石高度小于等于所述岩石高度阈值时则发出上升驱动信号，当所述水下岩石高度大于所述岩石高度阈值时，进一步判断所述水下岩石宽度和所述岩石宽度阈值的比较结果：当所述水下岩石宽度小于等于所述岩石宽度阈值时则发出左右绕行驱动信号，否则，发出后退驱动信号；

其中，所述单片机还与所述三个直流电机连接，以将所述上升驱动信号、所述左右绕行驱动信号或后退驱动信号发送到所述三个直流电机；

其中，所述单片机还与所述挖掘驱动器连接，以将所述挖掘驱动信号发送到所述挖掘驱动器。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述岸基处理设备位于水上船舶或岸边位置，通过电缆与所述单片机连接。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述单片机为AT89C51。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述灰度化处理子设备、所述图像分割子设备、所述背景估计子设备、所述背景剥离子设备、所述散射光滤除子设备和所述目标识别子设备集成在一块集成电路板上。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述单片机还实时监控自身的资源占用百分比。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述单片机在自身的资源占用百分比小于预定百分比阈值时，替换所述背景估计子设备的全部操作。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述单片机在自身的资源占用百分比大于等于预定百分比阈值时，退出对所述背景估计子设备的全部操作的替换。