CN118111317A - 一种海洋监测数据采集处理方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及海底电缆埋设深度检测技术领域，公开了一种海洋监测数据采集处理方法、系统及存储介质，该方法通过在水下机器人上设置检测电极板与电缆屏蔽层形成电容传感器，在地形最高及最低位置采用电容传感器进行电容的感测，以通过电容传感器的感测电容及预估极板间介电常数的方式进行距离的预估处理，由于海水介电常数受海洋环境影响的程度较小，使得极板间介电常数相对较为稳定，因此，本申请相对于传统电磁波距离检测的方式来说，可以规避海洋复杂环境对电磁波的干扰，从而提高海底电缆埋设深度检测的稳定性及准确性。

Description

一种海洋监测数据采集处理方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及海底电缆埋设深度检测技术领域，具体涉及一种海洋监测数据采集处理方法、系统及存储介质。

背景技术

海底电缆作为连接各大洲之间通信和电力传输的关键纽带，其运行稳定性和安全性至关重要。其中，海底电缆的埋设深度是影响其性能的关键因素之一。过深的埋设不仅可能增加电缆受到的物理压力，导致电缆绝缘性能下降、机械强度减弱，还可能增大故障检测的难度，使维修工作变得更为复杂和耗时。相关技术中，由于海底环境的复杂性给电缆埋设深度检测带来了诸多不确定性，从而导致海底电缆埋设深度检测的准确性较低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种海洋监测数据采集处理方法、系统及存储介质，旨在解决现有技术中海底电缆埋设深度检测的准确性较低的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本申请实施例中提供了一种海洋监测数据采集处理方法，应用于海底电缆埋设深度检测装置，所述海底电缆埋设深度检测装置包括水下机器人，所述水下机器人包括检测电极板以及伸缩导电探针，所述方法包括：

控制所述水下机器人在最佳下潜深度沿海底电缆的长度方向运动，并且在运动过程中获取海底电缆埋设位置的地形参数；

基于所述海底电缆埋设位置的地形参数确定第一目标检测位置及第二目标检测位置；

控制所述水下机器人分别在所述第一目标检测位置及第二目标检测位置进行探针下放直至所述伸缩导电探针与海底电缆的屏蔽层接触，以使得所述检测电极板与海底电缆的屏蔽层形成目标电容器；

分别在第一目标检测位置及第二目标检测位置，获取所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数；

将所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数输入预先训练的深度预估模型得到第一深度预估值及第二深度预估值；

根据所述第一深度预估值及第二深度预估值确定所述海底电缆的埋设深度。

在一种可能的实现方式中，所述地形参数包括相对深度参数，所述相对深度参数用于表征水下机器人与海底表面的相对距离；所述基于所述海底电缆埋设位置的地形参数确定第一目标检测位置及第二目标检测位置，包括：

获取预先训练的曲线生成模型，将所述海底电缆埋设位置的地形参数输入所述曲线生成模型以形成海底电缆埋设位置的地形曲线图；

将所述海底电缆埋设位置的地形曲线图的最大波峰位置确定为第一目标检测位置，以及将所述海底电缆埋设位置的地形曲线图的最小波谷位置确定为第二目标检测位置。

在一种可能的实现方式中，在所述控制所述水下机器人在最佳下潜深度沿海底电缆的长度方向运动之前，还包括：

获取水下机器人在最小工作深度以下的不同深度位置的水流信息，其中，所述水流信息包括水流流速变化量；

根据水下机器人在最小工作深度以下的不同深度位置的水流流速变化量确定水下机器人的最佳下潜深度，其中，水下机器人的最佳下潜深度位置为水流流速变化量最小的位置。

在一种可能的实现方式中，所述海洋环境参数包括海水盐度、海水温度以及海水压强，所述将所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数输入预先训练的深度预估模型得到第一深度预估值及第二深度预估值，包括：

将水下机器人在所述第一目标检测位置感测到的电容参数、海水盐度、海水温度以及海水压强输入预先训练的深度预估模型得到第一深度预估值；

将水下机器人在所述第二目标检测位置感测到的电容参数、海水盐度、海水温度以及海水压强输入预先训练的深度预估模型得到第二深度预估值；其中，所述深度预估模型满足如下表达式：

ε=[ε10+e（1.75+0.1*T）]*Ф1+（ε20-0.0012P）*Ф2+（ε30-2136S）*Ф3 +εr（T<25）

ε=[ε10+e（8-0.15*T）]*Ф1+（ε20-0.0012P）*Ф2+（ε30-2136S）*Ф3+εr （T≥25）

D=εm/C

式中，ε为目标电容器两电极之间的介电常数预估值，T为海水温度值（单位为摄氏度），P为海水压强值（单位为帕斯卡），S为海水盐度值（以千分比表示），ε10为基准海水温度下的基准介电常数，ε20为基准海水压强下的基准介电常数，ε30为基准海水盐度下的基准介电常数，Ф1、Ф2、Ф3分别为对应的计算权重，εr为介电常数修正量，介电常数修正量与两电极之间海水层的高度成负相关，m为目标电容器两电极板的正对面积，C为目标电容器感测的电容值。

在一种可能的实现方式中，所述海底电缆的埋设深度包括平均埋设深度，所述根据所述第一深度预估值及第二深度预估值确定所述海底电缆的埋设深度，包括：

根据海底电缆埋设位置的地形曲线图确定第一深度预估值及第二深度预估值的计算权重；

对所述第一深度预估值及第二深度预估值进行加权求和得到目标深度预估值；

根据所述目标深度预估值确定所述海底电缆的平均埋设深度。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述目标深度预估值确定所述海底电缆的平均埋设深度，包括：

获取所述水下机器人在第一目标检测位置及第二目标检测位置离海底表面的加权平均距离；

根据所述水下机器人离海底表面的加权平均距离及目标深度预估值确定海底电缆屏蔽层埋设深度；

根据所述海底电缆屏蔽层埋设深度及海底电缆屏蔽深度得到所述海底电缆的平均埋设深度，其中，所述海底电缆的埋设深度满足如下表达式：

d=D-d1+d2，式中，D为目标深度预估值，d1为水下机器人离海底表面的加权平均距离，d2为海底电缆屏蔽深度。

在一种可能的实现方式中，所述根据海底电缆埋设位置的地形曲线图确定第一深度预估值及第二深度预估值的计算权重，包括

根据海底电缆埋设位置的地形曲线图确定与第一目标检测位置等深的曲线长度占曲线总长的第一比例值；

根据海底电缆埋设位置的地形曲线图确定与第二目标检测位置等深的曲线长度占曲线总长的的第二比例值；

根据所述第一比例值与第二比例值确定第一深度预估值及第二深度预估值的计算权重。

在一种可能的实现方式中，所述海底电缆的埋设深度包括最大埋设深度及最小埋设深度，所述根据所述第一深度预估值及第二深度预估值确定所述海底电缆的埋设深度，包括：

根据所述第一深度预估值确定所述海底电缆的最小埋设深度；

根据所述第二深度预估值确定所述海底电缆的最大埋设深度。

第二方面，本申请实施例中还提供了一种海洋监测数据采集处理系统，包括海底电缆埋设深度检测装置、存储器以及处理器，其中，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述程序代码，以执行如第一方面所述的方法。

第三方面，本申请实施例中还提供了一种存储介质，其上存储至少一条计算机指令，所述计算机指令由控制器加载并执行如第一方面所述的方法。

区别于现有技术，本申请实施例提供的一种海洋监测数据采集处理方法，首先控制所述水下机器人在最佳下潜深度沿海底电缆的长度方向运动，并且在运动过程中获取海底电缆埋设位置的地形参数；然后再基于所述海底电缆埋设位置的地形参数确定第一目标检测位置及第二目标检测位置；然后控制所述水下机器人分别在所述第一目标检测位置及第二目标检测位置进行探针下放直至所述伸缩导电探针与海底电缆的屏蔽层接触，以使得所述检测电极板与海底电缆的屏蔽层形成目标电容器；然后再分别在第一目标检测位置及第二目标检测位置，获取所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数；再将所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数输入预先训练的深度预估模型得到第一深度预估值及第二深度预估值；最后再根据所述第一深度预估值及第二深度预估值确定所述海底电缆的埋设深度。也即，通过在水下机器人上设置检测电极板与电缆屏蔽层形成电容传感器，在地形最高及最低位置采用电容传感器进行电容的感测，以通过电容传感器的感测电容及预估极板间介电常数的方式进行距离的预估处理，由于海水介电常数受海水环境影响的程度较小，使得极板间介电常数较为稳定，因此，本申请相对于传统电磁波距离检测的方式来说，可以规避海洋复杂环境对电磁波的干扰，从而提高海底电缆埋设深度检测的稳定性及准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请一些实施例中海洋监测数据采集处理方法的流程示意图；

图2为本申请一些实施例中海底电缆埋设深度检测装置数据采集状态示意图；

图3为本申请一些实施例中海底电缆埋设位置的地形曲线图；

图4为本申请一些实施例中海洋监测数据采集处理系统的硬件结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

海底电缆作为连接各大洲之间通信和电力传输的关键纽带，其运行稳定性和安全性至关重要。其中，海底电缆的埋设深度是影响其性能的关键因素之一。过深的埋设不仅可能增加电缆受到的物理压力，导致电缆绝缘性能下降、机械强度减弱，还可能增大故障检测的难度，使维修工作变得更为复杂和耗时。相关技术中，由于海底环境的复杂性给电缆埋设深度检测带来了诸多不确定性，例如电磁波距离检测的方式受到海洋复杂环境的影响，从而导致海底电缆埋设深度检测的准确性较低。

针对上述问题，本申请提出了一种海洋监测数据采集处理方法，该方法应用于海底电缆埋设深度检测装置100，所述海底电缆埋设深度检测装置100包括水下机器人110，所述水下机器人110包括检测电极板111以及伸缩导电探针112，检测电极板111的两个表面均设有绝缘层，绝缘层可以将检测电极板111与海水绝缘，使得在导线或其他导电部件将检测电极板111与海底电缆的金属屏蔽层200连接的情况下形成电容传感器，海水和/或海沙作为该电容传感器的介电物质，本申请中可以近似把海水作为电容器的介电物质。

本申请海洋监测数据采集处理方法的总体思路是：通过在水下机器人上设置检测电极板与电缆屏蔽层形成电容传感器，在地形最高及最低位置采用电容传感器进行电容的感测，以通过电容传感器的感测电容及预估极板间介电常数的方式进行距离的预估处理，由于海水介电常数受海水环境影响的程度较小（但仍存在一定影响），使得极板间介电常数较为稳定，因此，本申请相对于传统电磁波距离检测的方式来说，可以规避海洋复杂环境对电磁波的干扰，从而提高海底电缆埋设深度检测的稳定性及准确性。

如图1-3所示，以下将主要描述海洋监测数据采集处理方法的具体步骤，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。请参阅附图1，该方法包括如下步骤：

S100、控制所述水下机器人在最佳下潜深度沿海底电缆的长度方向运动，并且在运动过程中获取海底电缆埋设位置的地形参数；

最佳下潜深度，是指水下机器人能够稳定工作的最佳深度，例如，能够稳定保持航行姿态的深度，该最佳下潜深度下水流流速应该处于较小的状态或者水流流速的变化量应该处于较小的状态。

水下机器人的最小工作深度是指水下机器人能够下放探针与海底电缆的金属屏蔽层形成电容传感器的最小深度位置；因此，在该最小工作深度以上的深度位置，水下机器人无法有效下放探针以形成电容传感器，在该最小工作深度以下的深度位置，水下机器人可以有效下放探针以形成电容传感器，但是在最小工作深度以下的深度位置存在不同的水流状态，因此，确定水流状态最佳的深度位置是水下机器人能够稳定工作的关键。

因此，在一实施例中，在所述步骤S100：控制所述水下机器人在最佳下潜深度沿海底电缆的长度方向运动之前，还包括：

S110、获取水下机器人在最小工作深度以下的不同深度位置的水流信息，其中，所述水流信息包括水流流速变化量；

S120、根据水下机器人在最小工作深度以下的不同深度位置的水流流速变化量确定水下机器人的最佳下潜深度，其中，水下机器人的最佳下潜深度位置为水流流速变化量最小的位置。

具体地，将水下机器人在最小工作深度以下，水流流速变化量最小的位置作为水下机器人最佳下潜深度，如此，可以确保水下机器人在水下作业时能够保持姿态的稳定。

S200、基于所述海底电缆埋设位置的地形参数确定第一目标检测位置及第二目标检测位置；

可以理解，由于海底电缆的长度很长，海底电缆的埋设状态也多种多样，例如存在埋设深度较大的位置以及存在埋设深度较小的位置，而不同埋设状态的监测对于不同的监控预警具有指导性作用，因此确定海底电缆埋设深度检测位置对于埋设深度预警的准确性至关重要。

在一实施例中，所述地形参数包括相对深度参数，所述相对深度参数用于表征水下机器人与海底表面的相对距离；所述步骤S200：基于所述海底电缆埋设位置的地形参数确定第一目标检测位置及第二目标检测位置，包括：

S210、获取预先训练的曲线生成模型，将所述海底电缆埋设位置的地形参数输入所述曲线生成模型以形成海底电缆埋设位置的地形曲线图；

S220、将所述海底电缆埋设位置的地形曲线图的最大波峰位置确定为第一目标检测位置，以及将所述海底电缆埋设位置的地形曲线图的最小波谷位置确定为第二目标检测位置。

具体地，如图3所示，在水下机器人沿海底电缆的长度方向巡航时，将沿途巡航获取的相对深度参数输入曲线生成模型以形成海底电缆埋设位置的地形曲线图，并且将地形曲线图的最大波峰位置确定为第一目标检测位置，将地形曲线图的最大波谷位置确定为第二目标检测位置，第一目标检测位置或第二目标检测位置有多个时，选择其中一个作为目标检测位置即可。由此可见，第一目标检测位置为海底电缆埋设深度最浅的位置；第二目标检测位置为海底电缆埋设深度最深的位置。

S300、控制所述水下机器人分别在所述第一目标检测位置及第二目标检测位置进行探针下放直至所述伸缩导电探针与海底电缆的屏蔽层接触，以使得所述检测电极板与海底电缆的屏蔽层形成目标电容器；

可以理解，第一目标检测位置的位置包括沿海底电缆的长度方向的位置，即海底电缆埋设深度最浅的位置，也包括沿海底深度方向的位置，即最佳下潜深度的位置。因此，在确定第一目标检测位置之后，控制水下机器人在所述第一目标检测位置进行探针下放直至所述伸缩导电探针与海底电缆的屏蔽层接触，以使得所述检测电极板与海底电缆的屏蔽层形成目标电容器，从而感测第一目标检测位置检测电极板与海底电缆屏蔽层的电容值。

第二目标检测位置的位置包括沿海底电缆的长度方向的位置，即海底电缆埋设深度最深的位置，也包括沿海底深度方向的位置，即最佳下潜深度的位置。因此，在确定第二目标检测位置之后，控制水下机器人在所述第二目标检测位置进行探针下放直至所述伸缩导电探针与海底电缆的屏蔽层接触，以使得所述检测电极板与海底电缆的屏蔽层形成目标电容器，从而感测第二目标检测位置检测电极板与海底电缆屏蔽层的电容值。

S400、分别在第一目标检测位置及第二目标检测位置，获取所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数；

需要说明的是，海水的介电常数虽然受海水环境的影响较小，但是仍存在一定影响，例如受到海水温度、压强、盐度等因素的影响。因此，获取海水温度、压强、盐度等海洋环境参数能够对海水的介电常数进行准确预估计算。

目标电容器感测的电容参数可以通过水下机器人内的主控芯片进行运算得到，水下机器人所处位置的海洋环境参数包括海水盐度、海水温度以及海水压强中的一种或多种，海洋环境参数可以通过水下机器人携带的传感器进行获取。

S500、将所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数输入预先训练的深度预估模型得到第一深度预估值及第二深度预估值；

在一实施例中，所述海洋环境参数包括海水盐度、海水温度以及海水压强，所述步骤S500：将所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数输入预先训练的深度预估模型得到第一深度预估值及第二深度预估值，包括：

S510、将水下机器人在所述第一目标检测位置感测到的电容参数、海水盐度、海水温度以及海水压强输入预先训练的深度预估模型得到第一深度预估值；

S520、将水下机器人在所述第二目标检测位置感测到的电容参数、海水盐度、海水温度以及海水压强输入预先训练的深度预估模型得到第二深度预估值；其中，所述深度预估模型满足如下表达式：

ε=[ε10+e（1.75+0.1*T）]*Ф1+（ε20-0.0012P）*Ф2+（ε30-2136S）*Ф3 +εr（T<25）

ε=[ε10+e（8-0.15*T）]*Ф1+（ε20-0.0012P）*Ф2+（ε30-2136S）*Ф3+εr （T≥25）

D=εm/C

式中，ε为目标电容器两电极之间的介电常数预估值，T为海水温度值（单位为摄氏度），P为海水压强值（单位为帕斯卡），S为海水盐度值（以千分比表示），ε10为基准海水温度下的基准介电常数，ε20为基准海水压强下的基准介电常数，ε30为基准海水盐度下的基准介电常数，Ф1、Ф2、Ф3分别为对应的计算权重，εr为介电常数修正量，介电常数修正量与两电极之间海水层的高度成负相关，m为目标电容器两电极板的正对面积，C为目标电容器感测的电容值。

发明人在进行数据分析时发现：在海水温度低于25摄氏度时，海水介电常数呈上升趋势，在海水温度低于25摄氏度时，海水介电常数呈下降趋势；并且海水介电常数与海水压强呈负相关关系，海水介电常数也与海水盐度值呈负相关关系；因此，发明人根据多组实验数据拟合出如上所述的深度预估模型表达式。

具体地，将水下机器人在第一目标检测位置感测到的电容参数及海洋环境参数输入预先训练的深度预估模型，通过深度预估模型对第一目标检测位置（海底电缆埋设深度最浅的位置）进行深度预估以得到第一深度预估值D1，第一深度预估值D1为第一目标检测位置水下机器人与海底电缆屏蔽层之间的距离。将水下机器人在第二目标检测位置感测到的电容参数及海洋环境参数输入预先训练的深度预估模型，通过深度预估模型对第二目标检测位置（海底电缆埋设深度最深的位置）进行深度预估以得到第二深度预估值D2，第二深度预估值D2为第二目标检测位置水下机器人与海底电缆屏蔽层之间的距离。

也就是说，首先根据海洋环境参数对海水的介电常数进行预估得到目标电容器两电极之间的介电常数预估值ε，最后根据电容原理公式C=εm/D计算得到距离值。

需要说明的是，在得到第一深度预估值D1及第二深度预估值D2之后，可以根据第一深度预估值D1及第二深度预估值D2得到海底电缆埋设深度的最大值、最小值或者平均值，以满足不同的预警需求。

S600、根据所述第一深度预估值及第二深度预估值确定所述海底电缆的埋设深度。

在一实施例中，所述海底电缆的埋设深度包括平均埋设深度，所述步骤S600：根据所述第一深度预估值及第二深度预估值确定所述海底电缆的埋设深度，包括：

S610、根据海底电缆埋设位置的地形曲线图确定第一深度预估值及第二深度预估值的计算权重；

S620、对所述第一深度预估值及第二深度预估值进行加权求和得到目标深度预估值；

S630、根据所述目标深度预估值确定所述海底电缆的平均埋设深度。

具体地，首先根据海底电缆埋设位置的地形曲线图确定与第一目标检测位置等深的曲线长度占曲线总长的第一比例值；根据海底电缆埋设位置的地形曲线图确定与第二目标检测位置等深的曲线长度占曲线总长的的第二比例值；再根据所述第一比例值与第二比例值确定第一深度预估值及第二深度预估值的计算权重。

示例性的，如图3所示，第一目标检测位置等深位置(即海底电缆埋设深度最浅位置)为A、B、C位置，第二目标检测位置等深位置(即海底电缆埋设深度最深位置)为D、E位置，假设海底电缆长度方向的总检测长度为2000m，A、B、C位置累计长度为300m,占总长的比例为15%；D、E位置累计长度为200m,占总长的比例为10%，那么将比例15%与比例10%进行权重的再分配，得到第一深度预估值的计算权重为0.6（15/25），第二深度预估值的计算权重为0.4(10/25)，通过如此方式确定第一深度预估值及第二深度预估值的计算权重，可以准确得到海底电缆长度方向总检测长度内的平均深度预估值，从而提高海底电缆埋设平均深度检测的准确性。

在得到第一深度预估值及第二深度预估值的计算权重之后，对第一深度预估值及第二深度预估值进行加权求和得到目标深度预估值，该目标深度预估值即为海底电缆长度方向总检测长度内的平均深度预估值，最后，根据该目标深度预估值确定所述海底电缆的平均埋设深度。

在一实施例中，所述步骤S630：根据所述目标深度预估值确定所述海底电缆的平均埋设深度，包括：

S631、获取所述水下机器人在第一目标检测位置及第二目标检测位置离海底表面的加权平均距离；

S632、根据所述水下机器人离海底表面的加权平均距离及目标深度预估值确定海底电缆屏蔽层埋设深度；

S633、根据所述海底电缆屏蔽层埋设深度及海底电缆屏蔽深度得到所述海底电缆的平均埋设深度，其中，所述海底电缆的埋设深度满足如下表达式：

d=D-d1+d2，式中，D为目标深度预估值，d1为水下机器人离海底表面的加权平均距离，d2为海底电缆屏蔽深度。

具体地，如图2所示，首先获取水下机器人在第一目标检测位置及第二目标检测位置离海底表面的加权平均距离，即获取海底电缆长度方向总检测长度内水下机器人离海底表面的平均距离，然后根据所述水下机器人离海底表面的平均距离及目标深度预估值确定海底电缆屏蔽层埋设深度，最后根据海底电缆屏蔽层埋设深度及海底电缆屏蔽深度得到海底电缆的平均埋设深度，具体计算公式为d=D-d1+d2，D为目标深度预估值（水下机器人与海底电缆屏蔽层之间的平均距离），d1为水下机器人离海底表面的加权平均距离，d2为海底电缆屏蔽深度。

需要说明的是，海底电缆屏蔽深度是指海底电缆与海底电缆屏蔽层之间的距离，海底电缆的埋设深度是指海底电缆与海底表面之间的距离。

在其他实施例中，可以根据其他预警需要，对海底电缆的最小埋设深度或海底电缆的最大埋设深度进行检测，具体地，可以根据第一深度预估值确定所述海底电缆的最小埋设深度；根据第二深度预估值确定所述海底电缆的最大埋设深度。最小埋设深度、最大埋设深度埋的检测原理及检测处理过程与平均埋设深度埋的检测原理及数据处理过程相同，这里不再赘述。

基于此，本申请的海洋监测数据采集处理方法首先采集电容数据及海洋环境数据，再对上述数据进行运算处理以准确得到高海底电缆埋设深度，能够满足海底电缆埋设深度检测的稳定性及准确性需求，具体通过在水下机器人上设置检测电极板与电缆屏蔽层形成电容传感器，在地形最高及最低位置采用电容传感器进行电容的感测，以通过电容传感器的感测电容及预估极板间介电常数的方式进行距离的预估处理，由于海水介电常数受海水环境影响的程度较小，使得极板间介电常数较为稳定，因此，本申请相对于传统电磁波距离检测的方式来说，可以规避海洋复杂环境对电磁波的干扰，从而提高海底电缆埋设深度检测的稳定性及准确性。

本申请实施例还提供了一种海洋监测数据采集处理系统300，请参阅附图4，图4为本申请一些实施例提供的海洋监测数据采集处理系统的硬件结构示意图；包括海底电缆埋设深度检测装置100以及存储器310、处理器320，其中，所述存储器310用于存储程序代码，所述处理器320用于调用所述程序代码，以执行如上述所述的方法。

其中，处理器320用于提供计算和控制能力，以控制海洋监测数据采集处理系统执行相应任务，例如，控制海洋监测数据采集处理系统执行上述任一方法实施例中的海洋监测数据采集处理方法，所述方法包括：控制所述水下机器人在最佳下潜深度沿海底电缆的长度方向运动，并且在运动过程中获取海底电缆埋设位置的地形参数；基于所述海底电缆埋设位置的地形参数确定第一目标检测位置及第二目标检测位置；控制所述水下机器人分别在所述第一目标检测位置及第二目标检测位置进行探针下放直至所述伸缩导电探针与海底电缆的屏蔽层接触，以使得所述检测电极板与海底电缆的屏蔽层形成目标电容器；分别在第一目标检测位置及第二目标检测位置，获取所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数；将所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数输入预先训练的深度预估模型得到第一深度预估值及第二深度预估值；根据所述第一深度预估值及第二深度预估值确定所述海底电缆的埋设深度。

处理器320可以是通用处理器，包括中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、网络处理器（Network Processor，NP）、硬件芯片或者其任意组合；还可以是数字信号处理器（Digital Signal Processing，DSP）、专用集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC）、可编程逻辑器件（programmable logic device，PLD）或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件（complex programmable logic device，CPLD），现场可编程逻辑门阵列（field-programmable gate array，FPGA），通用阵列逻辑（genericarray logic，GAL）或其任意组合。

存储器310作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的海洋监测数据采集处理方法对应的程序指令/模块。处理器320通过运行存储在存储器310中的非暂态软件程序、指令以及模块，可以实现上述任一方法实施例中的海洋监测数据采集处理方法。

具体地，存储器310可以包括易失性存储器（volatile memory，VM），例如随机存取存储器（random access memory， RAM）；存储器310也可以包括非易失性存储器（non-volatile memory，NVM），例如只读存储器（read-only memory， ROM），快闪存储器（flashmemory），硬盘（hard disk drive， HDD）或固态硬盘（solid-state drive， SSD）或其他非暂态固态存储器件；存储器310还可以包括上述种类的存储器的组合。

综上所述，本申请海洋监测数据采集处理系统采用了上述任意一个海洋监测数据采集处理方法实施例的技术方案，因此，至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括程序代码的存储器，上述程序代码可由处理器执行以完成上述实施例中海洋监测数据采集处理方法。例如，该计算机可读存储介质可以是只读存储器（Read-Only Memory ,ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、只读光盘（Compact Disc Read-Only Memory，CDROM）、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括一条或多条程序代码，该程序代码存储在计算机可读存储介质中。海洋监测数据采集处理系统的处理器从计算机可读存储介质读取该程序代码，处理器执行该程序代码，以完成上述实施例中提供的海洋监测数据采集处理方法步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来程序代码相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种海洋监测数据采集处理方法，应用于海底电缆埋设深度检测装置，所述海底电缆埋设深度检测装置包括水下机器人，其特征在于，所述水下机器人包括检测电极板以及伸缩导电探针，所述方法包括：

控制所述水下机器人在最佳下潜深度沿海底电缆的长度方向运动，并且在运动过程中获取海底电缆埋设位置的地形参数；

基于所述海底电缆埋设位置的地形参数确定第一目标检测位置及第二目标检测位置；

控制所述水下机器人分别在所述第一目标检测位置及第二目标检测位置进行探针下放直至所述伸缩导电探针与海底电缆的屏蔽层接触，以使得所述检测电极板与海底电缆的屏蔽层形成目标电容器；

分别在第一目标检测位置及第二目标检测位置，获取所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数；

将所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数输入预先训练的深度预估模型得到第一深度预估值及第二深度预估值；

根据所述第一深度预估值及第二深度预估值确定所述海底电缆的埋设深度。

2.如权利要求1所述的海洋监测数据采集处理方法，其特征在于，所述地形参数包括相对深度参数，所述相对深度参数用于表征水下机器人与海底表面的相对距离；所述基于所述海底电缆埋设位置的地形参数确定第一目标检测位置及第二目标检测位置，包括：

获取预先训练的曲线生成模型，将所述海底电缆埋设位置的地形参数输入所述曲线生成模型以形成海底电缆埋设位置的地形曲线图；

将所述海底电缆埋设位置的地形曲线图的最大波峰位置确定为第一目标检测位置，以及将所述海底电缆埋设位置的地形曲线图的最小波谷位置确定为第二目标检测位置。

3.如权利要求1所述的海洋监测数据采集处理方法，其特征在于，在所述控制所述水下机器人在最佳下潜深度沿海底电缆的长度方向运动之前，还包括：

获取水下机器人在最小工作深度以下的不同深度位置的水流信息，其中，所述水流信息包括水流流速变化量；

根据水下机器人在最小工作深度以下的不同深度位置的水流流速变化量确定水下机器人的最佳下潜深度，其中，水下机器人的最佳下潜深度位置为水流流速变化量最小的位置。

4.如权利要求1所述的海洋监测数据采集处理方法，其特征在于，所述海洋环境参数包括海水盐度、海水温度以及海水压强，所述将所述目标电容器感测的电容参数以及所述水下机器人所处位置的海洋环境参数输入预先训练的深度预估模型得到第一深度预估值及第二深度预估值，包括：

将水下机器人在所述第一目标检测位置感测到的电容参数、海水盐度、海水温度以及海水压强输入预先训练的深度预估模型得到第一深度预估值；

将水下机器人在所述第二目标检测位置感测到的电容参数、海水盐度、海水温度以及海水压强输入预先训练的深度预估模型得到第二深度预估值；其中，所述深度预估模型满足如下表达式：

ε=[ε10+e（1.75+0.1*T）]*Ф1+（ε20-0.0012P）*Ф2+（ε30-2136S）*Ф3 +εr（T<25）

ε=[ε10+e（8-0.15*T）]*Ф1+（ε20-0.0012P）*Ф2+（ε30-2136S）*Ф3+εr （T≥25）

D=εm/C

式中，ε为目标电容器两电极之间的介电常数预估值，T为海水温度值（单位为摄氏度），P为海水压强值（单位为帕斯卡），S为海水盐度值（以千分比表示），ε10为基准海水温度下的基准介电常数，ε20为基准海水压强下的基准介电常数，ε30为基准海水盐度下的基准介电常数，Ф1、Ф2、Ф3分别为对应的计算权重，εr为介电常数修正量，介电常数修正量与两电极之间海水层的高度成负相关，m为目标电容器两电极板的正对面积，C为目标电容器感测的电容值。

5.如权利要求2所述的海洋监测数据采集处理方法，其特征在于，所述海底电缆的埋设深度包括平均埋设深度，所述根据所述第一深度预估值及第二深度预估值确定所述海底电缆的埋设深度，包括：

根据海底电缆埋设位置的地形曲线图确定第一深度预估值及第二深度预估值的计算权重；

对所述第一深度预估值及第二深度预估值进行加权求和得到目标深度预估值；

根据所述目标深度预估值确定所述海底电缆的平均埋设深度。

6.如权利要求5所述的海洋监测数据采集处理方法，其特征在于，所述根据所述目标深度预估值确定所述海底电缆的平均埋设深度，包括：

获取所述水下机器人在第一目标检测位置及第二目标检测位置离海底表面的加权平均距离；

根据所述水下机器人离海底表面的加权平均距离及目标深度预估值确定海底电缆屏蔽层埋设深度；

根据所述海底电缆屏蔽层埋设深度及海底电缆屏蔽深度得到所述海底电缆的平均埋设深度，其中，所述海底电缆的埋设深度满足如下表达式：

d=D-d1+d2，式中，D为目标深度预估值，d1为水下机器人离海底表面的加权平均距离，d2为海底电缆屏蔽深度。

7.如权利要求5所述的海洋监测数据采集处理方法，其特征在于，所述根据海底电缆埋设位置的地形曲线图确定第一深度预估值及第二深度预估值的计算权重，包括

根据海底电缆埋设位置的地形曲线图确定与第一目标检测位置等深的曲线长度占曲线总长的第一比例值；

根据海底电缆埋设位置的地形曲线图确定与第二目标检测位置等深的曲线长度占曲线总长的的第二比例值；

根据所述第一比例值与第二比例值确定第一深度预估值及第二深度预估值的计算权重。

8.如权利要求1所述的海洋监测数据采集处理方法，其特征在于，所述海底电缆的埋设深度包括最大埋设深度及最小埋设深度，所述根据所述第一深度预估值及第二深度预估值确定所述海底电缆的埋设深度，包括：

根据所述第一深度预估值确定所述海底电缆的最小埋设深度；

根据所述第二深度预估值确定所述海底电缆的最大埋设深度。

9.一种海洋监测数据采集处理系统，其特征在于，包括海底电缆埋设深度检测装置、存储器以及处理器，其中，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述程序代码，以执行如权利要求1至8任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其上存储至少一条计算机指令，其特征在于，所述计算机指令由控制器加载并执行如权利要求1至8中任意一项所述的方法。