CN109587443A - 一种光学探鱼及图像传输系统和方法 - Google Patents

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邱俭军
林云夫
王泽民
黄清龙
张旖旎
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Taizhou Yuduo Shipping Equipment Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种光学探鱼及图像传输系统和方法，主要包括光学探头等，光学探头悬挂在渔网边缘下方，发送换能器与光学探头通过高频电缆内部相连，接收换能器安装在浮标上以接收发送换能器的声波信号并进行数据处理，无线发送装置安装在浮标上的接收换能器上方，无线发送装置与接收换能器之间通过高频电缆连接，渔船体上安装有无线接收和显示装置以接收无线发送装置的无线电波并还原为图像信号显示。本发明避免了声学探鱼技术中声波在海水中远距离传输时存在的信号干扰和衰减问题，具有成本低廉、实时性高、探测准确等优点；将长距离声学图像水平传输转化为短距离声学图像垂直传输，可低成本实现长距离水下探测图像高清传输。

Description

一种光学探鱼及图像传输系统和方法
技术领域
本发明涉及光学成像、换能器电声转换以及无线传输的领域，具体涉及一种光学探鱼及图像传输系统和方法。
背景技术
探鱼仪的发明，大大提高了渔民日常捕捞的效率，通过把鱼群信息、水深信息、水温信息、方位信息等综合处理，可方便地指导捕捞和进行海上鱼情分析。
目前采用的鱼探仪多为声学探测仪。其原理是：在发射机激励下换能器产生声波，声波遇到水底、鱼及障碍物等物体时会反射回来。由于物体的密度大小不同，反射和散射信号的能力不同，因此回波的强度根据不同的反射物也有所不同。接收时，换能器将声能转换成电压信号，经过滤波、放大后由A/D采集存储起来，然后进行算法处理，根据信号强弱来判断目标信号。常见的探鱼仪声呐装于渔船下方，分为水平鱼探仪与垂直鱼探仪，可看清船体下方的鱼群情况和水下情形。但其不适用于船体与渔网相距甚远的情况，在声波传播过程中，由于吸收、波阵面的扩展及各种不均匀性散射等原因，会造成能量衰减，同时海水环境中存在噪声，造成信号干扰。如果把声学换能器悬挂在渔网下方，要保证声波传输过程中信号传输稳定，耗费成本太高；如果挂在船体下方，则不能准确地得知渔网处的鱼群情况。根据市场调研，用在拖网上的声学鱼探仪由于成本过高，应用量受到限制。
本发发明中涉及的光学探头应用了光学成像原理，物体通过镜头生成光学图像，传到图像传感器上转换为电信号，经过A/D转换后变为数字信号，送至DSP芯片作处理，得到一组携带图像信息的信号。
无线传输技术是一种经空间电磁波来传输信息的技术，微波传输是其中的一种，采用调频调制或调幅调制的方法，将数据搭载到高频载波上，转换为高频电磁波在空中传输，这种方式的优点是传输实时、组网灵活、可扩展性好、费用低等，但是由于传输空间开放，相对容易受到外界电磁干扰，但可采用特殊的数据编码方法予以弥补。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种光学探鱼及图像传输系统和方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种光学探鱼及图像传输系统，主要包括光学探头、发送换能器、接收换能器、浮标、无线发送装置、无线接收和显示装置、水密接头、高频电缆、渔网、渔船体、绳子，光学探头用绳子悬挂在渔网边缘下方一定深度，监测并捕获水下情况，发送换能器与光学探头通过高频电缆内部相连，接收换能器安装在浮标上以接收发送换能器的声波信号并解调和进行放大、滤波、数据采集处理，无线发送装置安装在浮标上的接收换能器上方，无线发送装置与接收换能器之间通过高频电缆连接，连接处使用水密插头对接,渔船体上安装有无线接收和显示装置以接收无线发送装置的无线电波并进行解码，还原为图像信号显示。
所述光学探头通过镜头产生光学图像，转换为电信号，对电信号进行A/D转换、数字信号处理等操作，并对电信号进行编码，编码后的电信号传送给发送换能器。
所述发送换能器位于光学探头上方并且两者一体安装在水密外壳里，发送换能器的辐射面朝上，发送换能器收到光学探头的电信号后进行调制并发送给接收换能器。
所述发送换能器发射的信号为一段携带图像信息的声波。
所述渔网可距离渔船体10三公里以上。
所述发送换能器和光学探头距离渔网的垂直距离在10米至300米之间。
所述无线发送装置的发送天线以一定高度和角度发送电磁波，以尽量减小海上信号混杂等不利干扰。
本发明同时公开了一种光学探鱼及图像传输方法，光学探头悬挂在渔网下方，渔船体拖动渔网前行时，光学探头实时监测渔网下方的海水情况，得到光学图像，传给图像传感器转换为电信号，对该电信号作A/D转换和数字信号处理后得到一组携带图像信息的数据，以特定方式编码后传给发送换能器调制发射出去；发射的声波中就带有图像信息，接收换能器接收到该声波后对其解调，再经过放大滤波以及数据采集处理，得到编码信号，将信号传递给无线发送装置；无线发送装置通过无线网络将信号发送到渔船体上的无线接收和显示装置，经过解码后还原为图像信号。
本发明的有益效果为：本发明避免了声学探鱼技术中声波在海水中远距离传输时存在的信号干扰和衰减问题，具有成本低廉、实时性高、探测准确等优点；将长距离声学图像水平传输转化为短距离声学图像垂直传输，可低成本实现长距离水下探测图像高清传输；可以准确实时地观测渔网下方处的水底情况，精准指导捕捞；相比实现远距离声学探鱼和高清传输技术所需要的巨大成本，光学探鱼和无线电磁波图像传输技术成本更低廉。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
附图标记说明：光学探头1、发送换能器2、接收换能器3、浮标4、无线发送装置5、无线接收和显示装置6、水密接头7、高频电缆8、渔网9、渔船体10、绳子11。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
实施例：如附图所示，这种光学探鱼及图像传输系统，主要包括光学探头1、发送换能器2、接收换能器3、浮标4、无线发送装置5、无线接收和显示装置6、水密接头7、高频电缆8、渔网9、渔船体10、绳子11，光学探头1用绳子11悬挂在渔网9下方一定深度，用于监测捕获水下情况，发送换能器2与光学探头1通过高频电缆8内部相连，接收换能器3安装在浮标4上以接收发送换能器2的声波信号并解调和进行放大、滤波、数据采集等处理，无线发送装置5安装在浮标4上的接收换能器3上方，无线发送装置5与接收换能器3之间通过高频电缆8连接，连接处使用水密插头7对接,渔船体10上安装有无线接收和显示装置6以接收无线发送装置5的无线电波并进行解码，还原为图像信号显示。
所述光学探头1通过镜头产生光学图像，转换为电信号，对电信号进行A/D转换、数字信号处理等操作，并对电信号进行编码，编码后的电信号传送给发送换能器2。
所述发送换能器2位于光学探头1上方并且两者一体安装在水密外壳里，发送换能器2的辐射面朝上，发送换能器2收到光学探头1的电信号后进行调制并发送给接收换能器3。
所述发送换能器2发射的信号为一段携带图像信息的声波。发送换能器2和接收换能器3组成一个系统，通过电声转换完成信息的传输。
所述渔网9可距离渔船体10三公里以上。
所述发送换能器2和光学探头1距离渔网9的垂直距离在10米至300米之间。
所述无线发送装置5的发送天线以一定高度和角度发送电磁波，以尽量减小海上信号混杂等不利干扰。
本发明工作原理：
光学探头1悬挂在渔网9下方，渔船体10拖动渔网9前行时，光学探头1可实时监测渔网9下方的海水情况，得到光学图像，传给图像传感器转换为电信号，对该电信号作A/D转换和数字信号处理后得到一组携带图像信息的数据，以特定方式编码后传给发送换能器2调制发射出去。发射的声波中就带有图像信息，接收换能器3接收到该声波后对其解调，再经过放大滤波以及数据采集处理，得到编码信号，将信号传递给无线发送装置5。无线发送装置5通过无线网络将信号发送到渔船体10上的无线接收和显示装置6，经过解码后还原为图像信号。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种光学探鱼及图像传输系统，其特征在于：主要包括光学探头(1)、发送换能器(2)、接收换能器(3)、浮标(4)、无线发送装置(5)、无线接收和显示装置(6)、水密接头(7)、高频电缆(8)、渔网(9)、渔船体(10)、绳子(11)，光学探头(1)用绳子(11)悬挂在渔网(9)边缘下方一定深度，监测并捕获水下情况，发送换能器(2)与光学探头(1)通过高频电缆(8)内部相连，接收换能器(3)安装在浮标(4)上以接收发送换能器(2)的声波信号并解调和进行放大、滤波、数据采集处理，无线发送装置(5)安装在浮标(4)上的接收换能器(3)上方，无线发送装置(5)与接收换能器(3)之间通过高频电缆(8)连接，连接处使用水密插头(7)对接,渔船体(10)上安装有无线接收和显示装置(6)以接收无线发送装置(5)的无线电波并进行解码，还原为图像信号显示。
2.根据权利要求1所述的光学探鱼及图像传输系统，其特征在于：所述光学探头(1)通过镜头产生光学图像，转换为电信号，对电信号进行A/D转换、数字信号处理操作，并对电信号进行编码，编码后的电信号传送给发送换能器(2)。
3.根据权利要求1所述的光学探鱼及图像传输系统，其特征在于：所述发送换能器(2)位于光学探头(1)上方并且两者一体安装在水密外壳里，发送换能器(2)的辐射面朝上，发送换能器(2)收到光学探头(1)的电信号后进行调制并发送给接收换能器(3)。
4.根据权利要求1或3所述的光学探鱼及图像传输系统，其特征在于：所述发送换能器(2)发射的信号为一段携带图像信息的声波。
5.根据权利要求1或3所述的光学探鱼及图像传输系统，其特征在于：所述发送换能器(2)和光学探头(1)距离渔网(9)的垂直距离在10米至300米之间。
6.一种采用如权利要求1所述的光学探鱼及图像传输系统的方法，其特征在于：光学探头(1)悬挂在渔网(9)下方，渔船体(10)拖动渔网(9)前行时，光学探头(1)实时监测渔网(9)下方的海水情况，得到光学图像，传给图像传感器转换为电信号，对该电信号作A/D转换和数字信号处理后得到一组携带图像信息的数据，以特定方式编码后传给发送换能器(2)调制发射出去；发射的声波中就带有图像信息，接收换能器(3)接收到该声波后对其解调，再经过放大滤波以及数据采集处理，得到编码信号，将信号传递给无线发送装置(5)；无线发送装置(5)通过无线网络将信号发送到渔船体(10)上的无线接收和显示装置(6)，经过解码后还原为图像信号。
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