CN113655066A - 一种网箱破损检测装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种网箱破损检测装置、系统及方法，装置包括：航迹控制模块、多波段光扫描模块和拍摄模块；所述航迹控制模块用于以待测网箱的几何中心为原点建立三维坐标系；所述航迹控制模块还用于根据所述待测网箱的网衣在所述三维坐标系中的坐标规划检测路径，并控制所述网箱破损检测装置按照所述检测路径移动；所述多波段光扫描模块用于利用至少两个波长的光线对所述待测网箱的网衣进行扫描；所述拍摄模块用于在所述多波段光扫描模块对所述待测网箱的网衣进行扫描时对所述待测网箱的网衣进行拍摄，得到网衣图像。能够精确检测到网箱的网衣的破损区域，并获取破损区域的位置，为后续网衣的修补提供参考数据。

Description

一种网箱破损检测装置、系统及方法

技术领域

本申请涉及水产养殖技术领域，尤其涉及一种网箱破损检测装置、系统及方法。

背景技术

随着海水养殖业的不断发展，水产养殖网箱的应用越来越广泛。由于养殖网箱长期浸泡于水下工作，容易因为海水腐蚀、水流或者鱼群冲击导致破损，一旦发生破损，则会引起鱼群逃逸，基于不同的破损程度造成不同程度的经济损失。另外，随着海水养殖规模化以及工业化的发展，通常使用的是1万立方水体以上的养殖网箱，一旦发生网箱的网衣的破损，将造成严重的经济损失。因此，针对网箱网衣状态的检测变得尤为重要。

目前，网箱的网衣状态的检测方式通常采用水下图像识别技术，然而，现有用于网衣检测的水下图像识别技术通过水下作业装置搭载拍摄设备以拍摄网衣的局部图像，利用计算机视觉手段处理图像，来实现离线的网衣破损识别。该种方式拍摄范围不固定，难以获取网衣破损区域的具体位置，进而难以为后续网衣的修补提供参考数据。

发明内容

本申请实施例提供一种网箱破损检测装置、系统及方法，能够精确检测到网箱的网衣的破损区域，并获取到破损区域的具体位置，为后续网衣的修补提供参考数据。

本申请实施例的第一方面，提供一种网箱破损检测装置，包括：航迹控制模块、多波段光扫描模块和拍摄模块；

所述航迹控制模块用于以待测网箱的几何中心为原点建立三维坐标系；

所述航迹控制模块还用于根据所述待测网箱的网衣在所述三维坐标系中的坐标规划检测路径，并控制所述网箱破损检测装置按照所述检测路径移动；所述多波段光扫描模块用于利用至少两个波长的光线对所述待测网箱的网衣进行扫描；所述拍摄模块用于在所述多波段光扫描模块对所述待测网箱的网衣进行扫描时对所述待测网箱的网衣进行拍摄，得到网衣图像。

在一些实施方式中，所述多波段光扫描模块还用于获取被扫描的网衣的线条的相对坐标，所述相对坐标在以所述拍摄模块为参考点的坐标系中。

在一些实施方式中，所述多波段光扫描模块用于产生至少两个波长的激光线，至少两个所述激光线相交。

在一些实施方式中，所述多波段激光扫描模块包括三个激光器，所述激光器用于产生所述激光线。

在一些实施方式中，还包括定位模块，所述定位模块用于测定所述拍摄模块与所述待测网箱的网衣之间的距离；

所述航迹控制模块还用于根据所述拍摄模块与所述待测网箱的网衣之间的距离，调整所述拍摄模块与所述待测网箱的网衣之间的距离在预设距离范围内。

在一些实施方式中，所述定位模块包括至少三个定位激光器，所述定位激光器用于产生激光光斑；

三个所述定位激光器产生的所述激光光斑用于测定所述拍摄模块与所述待测网箱的网衣之间的距离。

在一些实施方式中，所述拍摄模块包括水下摄像机和水下照相机。

在一些实施方式中，还包括照明模块，所述照明模块用于提供照明光源。

本申请实施例的第二方面，提供一种网箱破损检测系统，包括如第一方面所述的网箱破损检测装置和数据处理系统；

所述网箱破损检测装置用于对待测网箱的网衣进行拍摄，得到网衣图像；

所述数据处理系统用于按照所述待测网箱的网衣在所述三维坐标系中的坐标，将对应坐标位置的所述网衣图像拼接在一起得到所述待测网箱的网衣的外观状态图，并根据所述外观状态图判断所述待测网箱的网衣是否存在破损区域以及破损区域的坐标。

本申请实施例的第三方面，提供一种网箱破损检测方法，应用于如第一方面所述的网箱破损检测装置，方法包括：

以待测网箱的几何中心为原点建立三维坐标系；

根据所述待测网箱的网衣在所述三维坐标系中的坐标规划检测路径，并控制所述网箱破损检测装置按照所述检测路径移动；

利用至少两个波长的光线对所述待测网箱的网衣进行扫描；

在对所述待测网箱的网衣进行扫描时，对所述待测网箱的网衣进行拍摄，得到网衣图像。

本申请实施例提供的网箱破损检测装置、系统及方法，通过获取待测网箱的网衣图像，具体的通过设置航迹控制模块、多波段光扫描模块和拍摄模块，航迹控制模块根据待测网箱的网衣在三维坐标系中的坐标规划检测路径，并控制网箱破损检测装置按照检测路径移动，检测装置按照检测路径移动的过程中，多波段光扫描模块利用至少两个波长的光线对网衣进行扫描，拍摄模块同步拍摄网衣图像。可以对待测网箱的网衣进行全面的扫描检测并拍摄图像。不同波长的光线照射在网衣的线条上产生的反射效果不同，可以增强对于网衣扫描的效果，得到的反射效果更强，可以使得被扫描的网衣能够拍摄出更清晰的图像，能够更直观的反映出是否发生破损以及破损的大小和程度等。如果通过网衣的外观状态图确定网衣存在破损区域，则可以通过三维坐标系确定破损区域的准确坐标，为后续网衣的修补提供依据，便于定位修补，能够节省寻找破损位置的时间，提高修补效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种网箱破损检测装置的示意性结构框图；

图2为本申请实施例提供的一种待测网箱的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种多波段光扫描模块的扫描状态示意图；

图4为本申请实施例提供的一种定位模块的结构俯视图；

图5为本申请实施例提供的一种定位模块的结构侧视图；

图6为本申请实施例提供的一种定位激光器常伸的激光光斑位置示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种定位模块的结构俯视图；

图8为本申请实施例提供的另一种定位模块的结构侧视图；

图9为本申请实施例提供的一种相对坐标系的主视图；

图10为本申请实施例提供的一种相对坐标系的俯视图；

图11为本申请实施例提供的一种网箱破损检测系统的示意性结构框图；

图12为本申请实施例提供的一种网箱破损检测方法的示意性流程图。

具体实施方式

为了更好的理解本说明书实施例提供的技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“两个以上”包括两个或大于两个的情况。

随着海水养殖业的不断发展，水产养殖网箱的应用越来越广泛。由于养殖网箱长期浸泡于水下工作，容易因为海水腐蚀、水流或者鱼群冲击导致破损，一旦发生破损，则会引起鱼群逃逸，基于不同的破损程度造成不同程度的经济损失。另外，随着海水养殖规模化以及工业化的发展，通常使用的是1万立方水体以上的养殖网箱，一旦发生网箱的网衣的破损，将造成严重的经济损失。因此，针对网箱网衣状态的检测变得尤为重要。目前，网箱的网衣状态的检测方式通常采用水下图像识别技术，然而，现有用于网衣检测的水下图像识别技术通过水下作业装置搭载拍摄设备以拍摄网衣的局部图像，利用计算机视觉手段处理图像，来实现离线的网衣破损识别。该种方式拍摄范围不固定，难以获取网衣破损区域的具体位置和破损大小，进而难以为后续网衣的修补提供参考数据。

有鉴于此，本申请提供一种网箱破损检测装置、系统及方法，能够精确检测到网箱的网衣的破损区域，并获取到破损区域的具体位置，为后续网衣的修补提供参考数据。

本申请实施例的第一方面，提供一种网箱破损检测装置，图1为本申请实施例提供的一种网箱破损检测装置的示意性结构框图。如图1所示，本申请实施例提供的网箱破损检测装置，包括：航迹控制模块110、多波段光扫描模块120和拍摄模块130航迹控制模块110用于以待测网箱的几何中心为原点建立三维坐标系。图2为本申请实施例提供的一种待测网箱的示意图。示例性的，如图2所示，待测网箱300可以是圆柱体或者近似圆柱体的形状，还可以是长方体等，本申请不作具体限定。如果待测网箱为圆柱体或者近似圆柱体时，以圆柱体的几何中心T为坐标原点，建立三维坐标系，三维坐标系的坐标轴分别为x轴、y轴和z轴。容易理解的是网衣是覆在待测网箱300的侧壁上，网衣的存在用于将养殖的鱼或者其他水下养殖生物圈在待测网箱300内。本申请实施例提供的网箱破损检测装置可以视为水下检测装置，本申请不作具体限定。

继续参考图1，航迹控制模块110用于根据待测网箱的网衣在三维坐标系中的坐标规划检测路径，并控制网箱破损检测装置按照检测路径移动。示例性的，如图2所示，待测网箱300的网衣在三维坐标系中的坐标可以理解为待测网箱300的侧壁在三维坐标系中的坐标。基于待测网箱的网衣在三维坐标系中的坐标可以规划检测路径L，检测路径L可以是螺旋状的移动路径，网箱破损检测装置可以沿着检测路径L对待测网箱300的内壁(实际是对网衣)进行检测。检测路径L不止局限于螺旋状，也可以是由上至下的蛇形路径，只要能够实现对网衣的全面检测即可，本申请不作具体限定。

继续参考图1，多波段光扫描模块120用于利用至少两个波长的光线对待测网箱的网衣进行扫描；拍摄模块130用于在多波段光扫描模块对待测网箱的网衣进行扫描时对待测网箱的网衣进行拍摄，得到网衣图像。多波段光扫描模块120可以产生至少两个波长的光线，光线可以是光斑，也可以是线状，本申请不作具体限定，至少两个波长的光线同时对网衣进行扫描，不同波长的光线照射在网衣的线条上后悔发生反射，在此过程中，拍摄模块130同步对被扫描的网衣进行拍摄。在未发生破损的网衣拍摄出的图像中，网衣的线条是完整且连续的，如果网衣发生破损，则破损处的网衣线条断开，线条断开处不会发生光反射，则会产生黑洞区域或者暗区，不同波长的光线照射在网衣的线条上产生的反射效果不同，可以增强对于网衣扫描的效果，得到的反射效果更强，可以使得被扫描的网衣能够拍摄出更清晰的图像，能够更直观的反映出是否发生破损以及破损的大小和程度等。

需要说明的是，本申请实施例提供的网箱破损检测装置可以检测多个待测网箱，可以根据多个待测网箱的位置统一规划检测路径，本申请不作具体限定。

本申请实施例提供的网箱破损检测装置，通过获取待测网箱的网衣图像，具体的通过设置航迹控制模块、多波段光扫描模块和拍摄模块，航迹控制模块根据待测网箱的网衣在三维坐标系中的坐标规划检测路径，并控制网箱破损检测装置按照检测路径移动，检测装置按照检测路径移动的过程中，多波段光扫描模块利用至少两个波长的光线对网衣进行扫描，拍摄模块同步拍摄网衣图像。可以对待测网箱的网衣进行全面的扫描检测并拍摄图像。不同波长的光线照射在网衣的线条上产生的反射效果不同，可以增强对于网衣扫描的效果，得到的反射效果更强，可以使得被扫描的网衣能够拍摄出更清晰的图像，能够更直观的反映出是否发生破损以及破损的大小和程度等。如果通过网衣的外观状态图确定网衣存在破损区域，则可以通过三维坐标系确定破损区域的准确坐标，为后续网衣的修补提供依据，便于定位修补，能够节省寻找破损位置的时间，提高修补效率。

在一些实施方式中，多波段光扫描模块用于产生至少两个波长的激光线，至少两个激光线相交。多波段光扫描模块可以产生激光，且激光以线状形式对网衣进行扫描，激光的光强较强，适用于水下较暗且浑浊的环境中对网衣进行扫描作业，较强的激光线照射在网衣上，网衣的线条也会产生较强的反射光线，利于拍摄模块拍摄得到较为清晰的网衣图像。另外，至少两个波长的激光线是交叉设置的，容易理解的是两条或者两条以上的激光线相互交叉，交叉角度不限定，至少两个激光线交叉后能够增大扫描范围，可以实现对网衣的多角度扫描大范围的扫描，网衣的线条完整和不完整的状态对比更为明显，能够进一步得到更为清晰的网衣图像，更利于缺陷区域的判断和缺陷区域面积的测定。

在一些实施方式中，多波段激光扫描模块可以包括三个激光器，激光器用于产生激光线。示例性的，三个激光器产生激光的波长可以分别是450nm、532nm和650nm，三条激光线之间的夹角可以分别为30°、30°和120°，只是示例性的，不作为本申请的具体限定。单条激光线从激光器中出射的开角可以是30°，激光器的功率可以是100mW，均是示例性的，本申请不作具体限定。示例性的，图3为本申请实施例提供的一种多波段光扫描模块的扫描状态示意图。如图3所示，多波段光扫描模块120可以产生三种波长的激光线，分别是激光线121、激光线122和激光线123，三条激光线两两相交，照射在局部网衣310上，拍摄模块130能够对被扫描的局部网衣310进行拍摄。示例性的，拍摄模块130的拍摄分辨率可以为2560×2160，拍摄帧率可以为25帧/秒，拍摄的视场角可以为45°×30°，只是示意性的，本申请不作具体限定。

本申请实施例提供的网箱破损检测装置，设置三条激光线交叉照射在待测网箱的网衣上，对网衣进行扫描，同时拍摄网衣图像。三条激光线交叉扫描能够覆盖较大的扫描范围，且不同波长的激光线照射在网衣上，网衣的线条反射光的波长也不同，能够增强扫描后的反射效果，由于网衣上线条对于激光的反射，在拍摄得到的网衣图像中可以体现出更为清晰的网衣的线条影像，网衣的线条的完整位置与破损位置的对比更为强烈，因此可以更容易识别出破损区域，更利于缺陷区域的判断和缺陷区域面积的测定，为后续的修补作业提供精准的数据依据。

在一些实施方式中，多波段光扫描模块还用于获取被扫描的网衣的线条的相对坐标，相对坐标在以拍摄模块为参考点的坐标系中。可以利用数据处理系统将相对坐标的坐标值转换为三维坐标系的坐标值，以得到转换坐标，并依据转换坐标确定破损区域的几何中心坐标和破损区域的面积。

本申请实施例提供的网箱破损检测装置，在多波段光扫描模块对网衣进行扫描的过程中可以利用光感器件获取被扫描的网衣的线条坐标，此坐标可以是网衣的线条在以拍摄模块为参考点的坐标系中的坐标，即相对坐标，相对坐标记录了网衣的线条的具体位置，当网衣图像在三维坐标系中拼接形成网衣的外观状态图时，网衣的线条的相对坐标需要转换坐标系，即从以拍摄模块为参考点的坐标系转换为三维坐标系，得到对应的转换坐标，此时，转换坐标可以表征网衣的线条在三维坐标系中的位置信息。如果经过判断确定网衣存在缺陷区域，则可以通过转换坐标确定缺陷区域的坐标范围，进而得到缺陷区域的面积数据以及缺陷区域图形对应的几何中心坐标，以及的得到缺陷区域的边缘坐标等，可以为后续的修补作业提供数据依据，方便精准找到缺陷区域的具体位置并进行修补。

在一些实施方式中，网箱破损检测装置还包括定位模块，定位模块用于测定拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离。航迹控制模块还用于根据拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离，调整拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离在预设距离范围内。为保证拍摄得到的网衣图像与实际物理尺寸具有固定的比例转换关系，在网箱破损检测装置对待测网箱的网衣进行检测拍摄得到网衣图像过程中，需要使得拍摄模块与网衣之间保持的距离始终是一致的。为保证拍摄图像的清晰度可以预设拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离需要保持在预设距离范围内，示例性的，预设距离范围可以是1m±0.05m。定位模块可以测定拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离，航迹控制模块还用于根据拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离，调整拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离在预设距离范围内。

本申请实施例提供的网箱破损检测装置，通过设置定位模块，能够测定拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离，航迹控制模块还用于根据拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离，调整拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离，能够保证拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离保持在预设距离范围内，能够确保拍摄得到的网衣图像足够清晰，以及可以使得拍摄得到的网衣图像与实际物理尺寸具有固定的比例转换关系，便于后续计算网衣的缺陷区域的面积等尺寸信息，另外可以保证多波段光扫描模块获取到的相对坐标的准确度。

在一些实施方式中，定位模块可以包括至少三个定位激光器，定位激光器用于产生激光光斑；三个定位激光器产生的激光光斑用于测定拍摄模块与所述待测网箱的网衣之间的距离。定位模块的测距功能可以通过定位激光器产生的激光光斑实现。

示例性的，图4为本申请实施例提供的一种定位模块的结构俯视图；图5为本申请实施例提供的一种定位模块的结构侧视图。结合图4和图5，定位模块包括一个第一定位激光器1和两个第二定位激光器2，拍摄模块3位于两个第二定位激光器2之间，第一定位激光器1和第二定位激光器2的激光光斑分别为激光光斑A、激光光斑B和激光光斑C，激光光斑A、激光光斑B和激光光斑C均照射在待测网箱的网衣检测平面4上。定位激光器产生的激光波长可以为650nm的红色激光，功率100mW，噪声水平小于2％，定位激光器均进行过水下密封处理，以适应水下测距的要求。图6为本申请实施例提供的一种定位激光器常伸的激光光斑位置示意图。如图6所示，激光光斑A、激光光斑B和激光光斑C的连线可以形成一个等腰三角形，可以用a、b分别代表网衣检测平面上激光光斑A与激光光斑B和激光光斑C的水平像素点差值，O为B和C的中点，AO垂直于BC，L_OA为等腰三角形上激光光斑A和激光光斑B与激光光斑C连线之间的垂直像素点差值。

根据透镜成像规律，可得：

其中，L_CCD为拍摄模块的单个像素尺寸；f为拍摄模块的镜头焦距；L₀为两个第二定位激光器2之间的水平距离；h为第一定位激光器1与第二定位激光器2之间的垂直高度；θ₀为第一定位激光器1的俯角(或俯角)，L₁、L₂、L₃分别为一个第一定位激光器1和两个第二定位激光器2与待测网箱的网衣检测平面4的距离。

由于拍摄模块与待测网箱的网衣之间的距离L与L₁、L₂、L₃三者之间的距离关系为：

L＝L₁＝L₂＝L₃ (2)

整理(1)式和(2)式可得：

解方程组(3)得到距离L的理论计算公式：

其中，L₁为第一定位激光器1与网衣检测平面4的垂直距离，L₂和L₃分别为两个第二定位激光器2与网衣检测平面4的垂直距离。

图7为本申请实施例提供的另一种定位模块的结构俯视图；图8为本申请实施例提供的另一种定位模块的结构侧视图。结合图7和图8，当水下风浪条件较差的时候，网衣会因为水流作用产生波动，与垂直方向产生一定的夹角，进而导致定位模块射出的激光与网衣检测平面4不垂直且存在一个俯仰角φ。三条激光光斑在网衣检测平面4上依然可以组成一个等腰三角形。此时，L与L₁、L₂、L₃三者之间的距离关系为：

结合式(1)，此时L的理论计算公式为：

在一些实施方式中，拍摄模块可以包括水下摄像机和水下照相机。水下摄像机可以用来录像，在录得的录像中可以按照水下照相机的拍摄帧率抽取图像，水下摄像机和水下照相机的分辨率通常不同，可以将相同位置处不同分辨率的图像重叠在一起获得的图像具有更多的信息，更利于缺陷区域的判定。拍摄模块还可以采用两种不同分辨率的水下照相机实现上述目的，本申请不作具体些限定。

在一些实施方式中，网箱破损检测装置还包括照明模块，照明模块用于提供照明光源。照明模块可以采用高亮照明灯，养殖水下通常较为浑浊，如果养殖区域位于较深的水域，则水下的亮度环境更为昏暗，在对待测网箱的网衣进行扫描过程中，扫描采用的光线亮度较为有限，为获得更清晰的网衣图像，还可以通过照明模块提供额外亮度。照明模块可以根据不同的位置需求进行角度调整，本申请不作具体限定。

示例性的，图9为本申请实施例提供的一种相对坐标系的主视图；图10为本申请实施例提供的一种相对坐标系的俯视图。以拍摄模块为参考点的坐标系为相对坐标系，拍摄模块所在位置为坐标原点O，相对坐标系包括三个坐标轴，分别为Xc、Yc、Zc，S为发出激光线的激光器，激光器轴线(图9所示的虚线)与Xc轴的夹角为θ，激光器轴线(图10所示的虚线)与Zc轴的夹角为ɑ，S点与原点0的距离为b，拍摄模块的镜头焦距为f。P₁、P₂为两条激光线上的任意两光点,P_i1、P_i2为两条激光线上的任意两光点，X为与P_i1、P_i2共平面的平面。网衣图像中的亮条纹上任意点Pi(x_i,y_i)，(x_i,y_i)为Pi在网衣图像中的横纵坐标，i为任意自然数，Δx为点P₁与激光器轴线的距离，由图10中三角关系可知，Pi对应在相对坐标系中的坐标(x_c，y_c，z_c)为：

矩阵表示为：

本申请实施例的第二方面，提供一种网箱破损检测系统，图11为本申请实施例提供的一种网箱破损检测系统的示意性结构框图。如图11所示，本申请实施例提供的网箱破损检测系统，包括如第一方面所述的网箱破损检测装置100和数据处理系统200；

网箱破损检测装置100用于对待测网箱的网衣进行拍摄，得到网衣图像；

数据处理系统200用于按照待测网箱的网衣在三维坐标系中的坐标，将对应坐标位置的网衣图像拼接在一起得到待测网箱的网衣的外观状态图，并根据外观状态图判断待测网箱的网衣是否存在破损区域以及破损区域的坐标。

继续参考图11，数据处理系统200用于按照待测网箱的网衣在三维坐标系中的坐标，将对应坐标位置的网衣图像拼接在一起得到待测网箱的网衣的外观状态图，并根据外观状态图判断待测网箱的网衣是否存在破损区域以及破损区域的坐标。待测网箱的网衣在三维坐标系中的坐标可以构成一个坐标框架，拍摄模块在拍摄过程中对于拍摄位置进行对应坐标的记录，将对应位置处拍摄的网衣图像放置在对应的网衣坐标位置上，进而可以将待测网箱的网衣的所有网衣图像拼接在一起，能够得到网衣的整体外观状态图，在网衣的外观状态图中记录有网衣的每个位置对应的扫描反射情况。可以利用图像识别技术，判断网衣的外观状态图中是否存在破损区域，破损区域在扫描得到的网衣图像中可以体现为暗区或者黑洞，暗区或者黑洞可能是规则和图形，也可能是不规则的图形。可以设定预警面积，如果通过网衣的外观状态图确定存在破损区域，则根据图像比例换算，可以计算得到破损区域的面积，如果破损区域的面积超过预警面积，则需要记录破损区域的位置(破损区域边界或者几何中心的坐标)，为后续的对网衣的修补提供参考依据。如果破损区域的面积未超过预警面积，或者未在网衣的外观状态图中发现破损区域，则可以认定网衣的状态是完好的，不会产生破损隐患。将所有网衣图像拼接在一起的目的是为能够直观的确定出破损区域的位置，能够实现全局判定，方便定位修补。

本申请实施例的第三方面，提供一种网箱破损检测方法，应用于如第一方面所述的网箱破损检测装置，图12为本申请实施例提供的一种网箱破损检测方法的示意性流程图。如图12所示，方法包括：

S100：以待测网箱的几何中心为原点建立三维坐标系。

S200：根据待测网箱的网衣在三维坐标系中的坐标规划检测路径，并控制水下检测装置按照检测路径移动。

S300：利用至少两个波长的光线对待测网箱的网衣进行扫描。

S400：在对待测网箱的网衣进行扫描时，对待测网箱的网衣进行拍摄，得到网衣图像。

S500：按照待测网箱的网衣在三维坐标系中的坐标，将对应坐标位置的网衣图像拼接在一起得到网衣的外观状态图。

S600：根据外观状态图，判断待测网箱的网衣是否存在破损区域。

在一些实施方式中，步骤S300，包括：

利用至少两个波长的光线对待测网箱的网衣进行扫描，并获取被扫描的网衣的线条的相对坐标，其中，相对坐标在以拍摄模块为参考点的坐标系中。

步骤S500，包括：

按照待测网箱的网衣在三维坐标系中的坐标，将对应坐标位置的网衣图像拼接在一起得到网衣的外观状态图。

将相对坐标的坐标值转换为三维坐标系的坐标值，以得到转换坐标。

步骤S600之后，包括：

若待测网箱的网衣存在破损区域，则依据转换坐标确定破损区域的几何中心坐标和破损区域的面积。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程流程管理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程流程管理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

在一个典型的配置中，设备包括一个或多个处理器(CPU)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种网箱破损检测装置，其特征在于，包括：航迹控制模块、多波段光扫描模块和拍摄模块；

所述航迹控制模块用于以待测网箱的几何中心为原点建立三维坐标系；

所述航迹控制模块还用于根据所述待测网箱的网衣在所述三维坐标系中的坐标规划检测路径，并控制所述网箱破损检测装置按照所述检测路径移动；所述多波段光扫描模块用于利用至少两个波长的光线对所述待测网箱的网衣进行扫描；所述拍摄模块用于在所述多波段光扫描模块对所述待测网箱的网衣进行扫描时对所述待测网箱的网衣进行拍摄，得到网衣图像。

2.根据权利要求1所述的网箱破损检测装置，其特征在于，所述多波段光扫描模块还用于获取被扫描的网衣的线条的相对坐标，所述相对坐标在以所述拍摄模块为参考点的坐标系中。

3.根据权利要求1所述的网箱破损检测装置，其特征在于，所述多波段光扫描模块用于产生至少两个波长的激光线，至少两个所述激光线相交。

4.根据权利要求3所述的网箱破损检测装置，其特征在于，所述多波段激光扫描模块包括三个激光器，所述激光器用于产生所述激光线。

5.根据权利要求1所述的网箱破损检测装置，其特征在于，还包括定位模块，所述定位模块用于测定所述拍摄模块与所述待测网箱的网衣之间的距离；

所述航迹控制模块还用于根据所述拍摄模块与所述待测网箱的网衣之间的距离，调整所述拍摄模块与所述待测网箱的网衣之间的距离在预设距离范围内。

6.根据权利要求5所述的网箱破损检测装置，其特征在于，所述定位模块包括至少三个定位激光器，所述定位激光器用于产生激光光斑；

三个所述定位激光器产生的所述激光光斑用于测定所述拍摄模块与所述待测网箱的网衣之间的距离。

7.根据权利要求1所述的网箱破损检测装置，其特征在于，所述拍摄模块包括水下摄像机和水下照相机。

8.根据权利要求1所述的网箱破损检测装置，其特征在于，还包括照明模块，所述照明模块用于提供照明光源。

9.一种网箱破损检测系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的网箱破损检测装置和数据处理系统；

所述网箱破损检测装置用于对待测网箱的网衣进行拍摄，得到网衣图像；

所述数据处理系统用于按照所述待测网箱的网衣在所述三维坐标系中的坐标，将对应坐标位置的所述网衣图像拼接在一起得到所述待测网箱的网衣的外观状态图，并根据所述外观状态图判断所述待测网箱的网衣是否存在破损区域以及破损区域的坐标。

10.一种网箱破损检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8中任一项所述的网箱破损检测装置，方法包括：

以待测网箱的几何中心为原点建立三维坐标系；

根据所述待测网箱的网衣在所述三维坐标系中的坐标规划检测路径，并控制所述网箱破损检测装置按照所述检测路径移动；

利用至少两个波长的光线对所述待测网箱的网衣进行扫描；

在对所述待测网箱的网衣进行扫描时，对所述待测网箱的网衣进行拍摄，得到网衣图像。

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