CN107123158B - 一种无人船的成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人船的成像系统，所述成像系统包括移动终端、无人船和无线连接模块，所述无人船和移动终端通过无线连接模块连接并进行数据的交互，其中，所述无人船将所采集的图像信息发送至所述移动终端并进行水下环境三维成像显示。本发明所述无人船的成像系统解决了三维成像设备要求高、成本高的问题，本发明中主要是通过利用移动终端的图像处理和图像显示功能，实现了水下环境的实时三维成像，进而节省了无人船成像系统的成像成本，同时提高了用户的体验感。
Description
技术领域
本发明涉及无人船领域，尤其是一种无人船的成像系统。
背景技术
近年来机器人技术发展迅速，大量适用不同环境的无人设备如无人机，无人车，无人船等，但受到技术等因素的限制这些设备还没有广泛进入民用领域。以无人船为例，现有无人船多为军用，如完成侦查任务，远程攻击任务等。也有一些用于科研领域，比如海洋数据监测，实验样本采集等。在工业上用于一些水中设备的远程维护，工业开采等方面。民用方面的应用还很有限，目前除了作为娱乐用途的无人船之外，用于钓鱼的无人船在民用市场的需求越来越大，因此对于钓鱼无人船提出了越来越高的要求。
目前市场上的一些钓鱼用无人船技术指标不高，功能单一，无法提供全面专业的钓鱼体验。并且与传统钓鱼相比区别不大，没有革命性的改变。
同时，目前无人船无法进行大量图像数据的处理，只能够进行二维图像的显示，导致用户不能够对水下环境得到全面的了解，以至于无法准确的控制无人船的运行。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种无人船的成像系统，所述成像系统主要是通过移动终端进行图像数据的整合并生成三维图像并显示。本发明利用移动终端进行出现图像数据处理，不仅提高了图像显示效果，还大大的减少了显示成本。
为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：一种无人船的成像系统，所述成像系统包括移动终端、无人船和无线连接模块，所述无人船和移动终端通过无线连接模块连接并进行数据的交互，其中，所述无人船将所采集的图像信息发送至所述移动终端并进行水下环境三维成像显示。
进一步地，无人船包括图像采集单元、预处理单元、编码单元和与发送单元，其中；
所述图像采集单元：与预处理单元连接，并用于采集水下环境的图像信息；
所述预处理单元：根据图像采集单元采集的图像信息进行预处理并形成图像预处理信息；
所述编码单元：与预处理单元连接，获取图像预处理信息进行对应编码并形成图像编码数据；
所述发送单元：分别与编码单元和无线连接模块连接，获取图像编码数据并经无线连接模块发送至移动终端。
进一步地，所述移动终端包括解码单元、去噪单元、三维成像单元、显示模块和控制单元，其中：
所述解码单元：用于获取图像编码数据并进行解码形成图像预处理信息；
所述去噪单元：用于获取图像预处理信息，并对图像预处理信息进行去噪处理形成图像去噪信息；
所述三维成像单元：根据图像去噪信息、无人船的位置数据、无人船的运动信息和无人船的姿态信息，绘制水下环境的三维图像；
所述显示模块：用于图像显示所述水下环境的三维图像；
所述控制单元：分别解码单元、去噪单元、三维成像单元和显示模块连接，并协调各单元或模块工作。
进一步地，所述移动终端还包括数据库、识别单元、标识单元和伪色单元，所述数据库、识别单元、标识单元和伪色单元分别与控制单元连接；其中，
所述数据库：储存三维成像对应的特征信息参数；
所述识别单元：获取图像去噪信息，并将图像去噪信息和特征信息参数进行对比，得出水下环境的识别信息；
所述标识单元：根据识别信息得出标识信息，并对应标识；
所述伪色单元：根据识别信息获取色彩信息，并对应上色。
进一步地，所述特征信息参数包括地形图像信息、植物图像信息、鱼群图像信息中一种或者任意组合。
进一步地，所述识别信息与标识信息相对应，其对应关系储存在数据库中；
优选的，所述识别信息与色彩信息相对应，其对应关系储存在数据库中。
进一步地，所述移动终端还包括感应切换单元，所述感应切换单元与控制单元连接，其中：
所述感应切换单元：采集感应数据，并根据感应数据切换三维图像的显示角度。
进一步地，所述移动终端设有定位单元、和/或陀螺仪、和/或加速度传感器、和/或重力传感器，所述定位单元、和/或陀螺仪、和/或加速度传感器、和/或重力传感器采集感应数据；
或者，所述移动终端通过发送接收模块与外设感应装置连接，并通过外设感应装置采集感应数据。
进一步地，所述移动终端还包括无人船船体绘制单元，所述无人船船体绘制单元与控制单元连接，所述无人船船体绘制单元获取无人船的船体信息进行无人船的三维图像绘制并显示；
优选的，所述无人船船体绘制单元获取无人船的位置信息并对应显示在水下环境的三维图像中。
进一步地，所述无人船的船体信息与三维图像相对应，其对应关系储存在数据库中；
优选的，所述无人船的船体信息包括无人船的形状、和/或无人船的型号。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明所述无人船的成像系统解决了三维成像设备要求高、成本高的问题，本发明中主要是通过利用移动终端的图像处理和图像显示功能，实现了水下环境的实时三维成像，进而节省了无人船成像系统的成像成本，同时提高了用户的体验感。
2、本发明所述无人船的成像系统解决了无人船与移动终端的数据交互问题，本发明所述成像系统能够通过无人船上的预处理单元对采集的图像信息进行初步的处理，并将图像信息进行压缩打包并发送至移动终端能够进一步的保证了图像信息传输的安全、还能够提高图像信息传输的速率，能够缩短移动终端图像实时显示的延时效应。
3、本发明所述无人船的成像系统根据图像去噪信息、无人船的位置数据、无人船的运动信息和无人船的姿态信息得出三维图像信息，并根据三维图像信息绘制水下环境的三维图像并由显示模块进行显示。
附图说明
图1、本发明实施例所述无人船的成像系统的结构图；
图2、本发明另一实施例所述无人船的成像系统的结构图；
图3、本发明另一实施例所述无人船的成像系统的结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1至图3所示，本发明一种无人船的成像系统，所述成像系统包括移动终端、无人船和无线连接模块，所述无人船和移动终端通过无线连接模块连接并进行数据的交互，其中，所述无人船将所采集的图像信息发送至所述移动终端并进行水下环境三维成像显示。
具体的，本实施例中主要是通过移动终端进行图像数据的整合并生成三维图像并显示。本实施例中主要是通过移动终端无线获取无人船采集的水下环境的图像信息和无人船运行信息，并根据水下环境的图像信息和无人船的运行信息得出水下环境的三维图像，并实时显示，本实施例中利用移动终端的图像处理能力和高清图像显示功能实现无人船所经水下环境的三维图像显示，本实施例所述成像系统不仅提高了图像显示效果，还大大的减少了显示成本。本实施例中所述成像系统通过三维图像的实时显示进一步提高了用户的体验和控制效果。
进一步地，无人船包括图像采集单元、预处理单元、编码单元和与发送单元，其中；
所述图像采集单元：与预处理单元连接，并用于采集水下环境的图像信息；
所述预处理单元：根据图像采集单元采集的图像信息进行预处理并形成图像预处理信息；
所述编码单元：与预处理单元连接，获取图像预处理信息进行对应编码并形成图像编码数据；
所述发送单元：分别与编码单元和无线连接模块连接，获取图像编码数据并经无线连接模块发送至移动终端。
具体的，本实施例中所述无人船能够通过无人船采集图像信息，并通过预处理单元将图像采集单元采集的图像信息进行去噪处理、灰度修正、图像特征提取和压缩打包进行初步的处理后形成图像预处理信息。然后将图像预处理信息进行编码形成图像的编码数据并通过五项连接模块发送至移动终端。本实施例所述成像系统能够通过无人船上的预处理单元对采集的图像信息进行初步的处理，并将图像信息进行压缩打包并发送至移动终端能够进一步的保证了图像信息传输的安全、还能够提高图像信息传输的速率，能够缩短移动终端图像实时显示的延时效应。
进一步地，所述移动终端包括解码单元、去噪单元、三维成像单元、显示模块和控制单元，其中：
所述解码单元：用于获取图像编码数据并进行解码形成图像预处理信息；
所述去噪单元：用于获取图像预处理信息，并对图像预处理信息进行去噪处理形成图像去噪信息；
所述三维成像单元：根据图像去噪信息、无人船的位置数据、无人船的运动信息和无人船的姿态信息，绘制水下环境的三维图像；
所述显示模块：用于图像显示所述水下环境的三维图像；
所述控制单元：分别解码单元、去噪单元、三维成像单元和显示模块连接，并协调各单元或模块工作。
具体的，本实施例所述成像系统主要是通过移动终端进行图像数据的整合并生成三维图像并显示。本实施例中移动终端中设置有解码单元、去噪单元、三维成像单元、显示模块和控制单元，其中解码单元主要是将无人船通过无线连接模块发送的图像编码数据进行解码，获取与移动终端相对应的图像信息，然后有去噪单元进行对应去噪得到图像去噪信息，并形成与移动终端显示模块匹配的数据格式，最后由三维成像单元，所述三维成像单元根据图像去噪信息、无人船的位置数据、无人船的运动信息和无人船的姿态信息得出三维图像信息，并根据三维图像信息绘制水下环境的三维图像并由显示模块进行显示。
本实施例中无人船的图像采集单元实时采集二维图像，并根据无人船的运动速度、无人船的运动姿态信息和无人船的位置数据，其中，无人船的运动速度通过设置于无人船上的速度传感器实时采集无人船的速度信息，无人船的姿态信息通过设置于无人船上的陀螺仪姿态感应装置，实时获取无人船的姿态信息，无人船的位置数据主要是通过设置于无人船上的GPS装置获取的位置数据并通过无线连接模块发送给移动终端。根据图像去噪信息、无人船的位置数据、无人船的运动信息和无人船的姿态信息，将所采集的图像信息对应于水下环境的对应区域上，然后绘制出对应区域水下环境的三维图像。
本实施例利用移动终端进行出现图像数据处理，不仅提高了图像显示效果，还大大的减少了显示成本。
进一步地，所述移动终端还包括数据库、识别单元、标识单元和伪色单元，所述数据库、识别单元、标识单元和伪色单元分别与控制单元连接；其中，
所述数据库：储存三维成像对应的特征信息参数；
所述识别单元：获取图像去噪信息，并将图像去噪信息和特征信息参数进行对比，得出水下环境的识别信息；
所述标识单元：根据识别信息得出标识信息，并对应标识；
所述伪色单元：根据识别信息获取色彩信息，并对应上色。
进一步地，所述特征信息参数包括地形图像信息、植物图像信息、鱼群图像信息中一种或者任意组合。
进一步地，所述识别信息与标识信息相对应，其对应关系储存在数据库中；
优选的，所述识别信息与色彩信息相对应，其对应关系储存在数据库中。
具体的，本实施例所述成像系统能够利用识别单元对图像信息的识别，并根据识别信息对应标识和着色，并对应显示，使得三维图像更加丰富，便于用户能够有效地获取所需信息。
进一步地，所述移动终端还包括感应切换单元，所述感应切换单元与控制单元连接，其中：
所述感应切换单元：采集感应数据，并根据感应数据切换三维图像的显示角度。
进一步地，所述移动终端设有定位单元、和/或陀螺仪、和/或加速度传感器、和/或重力传感器，所述定位单元、和/或陀螺仪、和/或加速度传感器、和/或重力传感器采集感应数据；
或者，所述移动终端通过发送接收模块与外设感应装置连接，并通过外设感应装置采集感应数据。
具体的，本实施例所述成像系统能够根据感应数据切换三维图像的成像视角，便于用户对无人船的实时控制，提高了无人船探鱼、捕鱼的成功率。
进一步地，所述移动终端还包括无人船船体绘制单元，所述无人船船体绘制单元与控制单元连接，所述无人船船体绘制单元获取无人船的船体信息进行无人船的三维图像绘制并显示；
优选的，所述无人船船体绘制单元获取无人船的位置信息并对应显示在水下环境的三维图像中。
进一步地，所述无人船的船体信息与三维图像相对应，其对应关系储存在数据库中；
优选的，所述无人船的船体信息包括无人船的形状、和/或无人船的型号。
综上所述，本实施例所述无人船的成像系统具有以下优点：
1、本实施例所述无人船的成像系统解决了三维成像设备要求高、成本高的问题，本实施例中主要是通过利用移动终端的图像处理和图像显示功能，实现了水下环境的实时三维成像，进而节省了无人船成像系统的成像成本，同时提高了用户的体验感。
2、本实施例所述无人船的成像系统解决了无人船与移动终端的数据交互问题，本实施例所述成像系统能够通过无人船上的预处理单元对采集的图像信息进行初步的处理，并将图像信息进行压缩打包并发送至移动终端能够进一步的保证了图像信息传输的安全、还能够提高图像信息传输的速率，能够缩短移动终端图像实时显示的延时效应。
3、本实施例所述无人船的成像系统根据图像去噪信息、无人船的位置数据、无人船的运动信息和无人船的姿态信息得出三维图像信息，并根据三维图像信息绘制水下环境的三维图像并由显示模块进行显示。
实施例二
本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例所述成像系统的移动终端还包括设置单元，所述设置单元与控制单元连接，其中：
所述设置单元设置所需三维图像的区域信息，然后根据所述区域信息确定无人船的运动、姿态、位置和需采集图像的指令，并发送给无人船执行所述指令。
所述区域信息包括区域的位置信息、区域深度和区域的大小信息。
实施例三
本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例所述的移动终端包括发送接收模块、显示模块、命令模块、成像模块和控制单元，其中：
所述发送接收模块，与无线连接模块连接并用于接收无人船向移动终端发送的探测信息，和/或向无人船发送控制指令；
所述显示模块，用于图像显示所述移动终端获取的探测信息；
所述命令模块，用于采集用户对无人船的控制指令；
所述成像模块，用于将所述探测信息生成三维立体图像；
所述控制单元，分别与接收模块、显示模块、命令模块和成像模块连接，并协调各模块工作。
具体的，本实施例中所述成像系统中控制单元根据发送接收模块接收的探测信息进行分析处理后发送至显示模块，并由显示模块将探测信息中的下图像信息、水下环境信息、无人船的GPS定位信息和无人船的状态信息在对应显示界面或者显示区域中出来，并且所述的显示模块还需显示命令指令，用户在显示界面上输入命令指令，并经命令模块采集所输入的命令指令，最后由发送接收模块发送至无人船，同时，所述成像系统还能够通过移动终端将所接收的探测信息生成三维立体图像并在显示模块中显示，其中，用户还能够在显示界面上调整三维立体图像的观测角度，便于用户垂钓过程中全方位的观测水下情况，更有利用户控制无人船。所述成像系统能够使用随身携带的移动装置实现对无人船的控制以及图像数据的反馈，在提高了成像系统的多功能化的基础上还降低了生产成本。
进一步地，所述显示模块包括图像显示单元、地图显示单元和状态显示单元，其中：
所述图像显示单元：用于显示无人船采集的水下图像信息；
所述地图显示单元：用于显示无人船采集的水下环境信息，和/或无人船的GPS定位信息；
所述状态显示单元：用于显示无人船的状态信息，所述状态信息包括电压信息、电量信息和运行信息中一种或者任意组合。
进一步地，所述命令模块包括感应单元和指令单元，其中：
所述感应单元：用于获取感应信息，并根据感应信息得出控制指令；
所述指令单元：用于直接输入的控制指令。
进一步地，所述移动终端设有定位单元、和/或陀螺仪、和/或加速度传感器、和/或重力传感器，所述定位单元、和/或陀螺仪、和/或加速度传感器、和/或重力传感器采集感应信息；
或者，所述移动终端通过发送接收模块与外设感应装置连接，并通过外设感应装置采集感应信息。
进一步地，所述外设感应装置为VR感应装置。
具体的，本实施例中能够根据移动终端上的感应单元或者外设感应装置获取姿态控制信息，并根据姿态控制信息转换成对应控制指令并发送给无人船进行执行，能够使用户更加便捷的控制无人船。例如，开启感应单元后，当移动终端转动一角度，则无人船转动对应角度。
进一步地，所述感应信息包括位置信息、重力信息、偏转方向信息和加速度信息；
其中，所述位置信息、重力信息、偏转方向信息和加速度信息与控制指令相对应，其对应关系储存在控制单元内。
进一步地，所述移动终端还包括智能跟随模块，所述智能跟随模块采集用户的跟随运动信息，得出控制指令，经发送接收模块至无人船并执行。
进一步地，所述跟随运动信息与控制指令相对应，其对应关系储存在控制单元内。
具体的，本实施例中所述无人船的成像系统能够根据移动终端获取用户的运动跟随信息，并生成控制信息，然后经命令模块形成控制指令并发送至无人船，然后无人船能够根据控制指令模拟出用户的运动跟随信息并执行。例如，当用户向某一方向变速度运动，则无人船以用户的方向、速度运动；当用户停止，则无人船停止运动。使用户能够亲身投入控制中，提高了用户的体验感，同时使所述成像系统更加多功能化。
实施例四
如图3所示，本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例中所述成像系统包括移动终端、无人船、无线连接模块和云服务器，所述无人船通过无线连接模块分别与云服务器连接并进行数据的交互，所述移动终端与云服务器连接；其中，所述无人船将所采集的图像信息发送至服务器并处理，所述服务器将处理后的信息反馈给所述移动终端并显示。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种无人船的成像系统，其特征在于：所述成像系统包括移动终端、无人船和无线连接模块，所述无人船和移动终端通过无线连接模块连接并进行数据的交互，其中，所述无人船将所采集的图像信息发送至所述移动终端并进行水下环境三维成像显示；
移动终端还包括设置单元和控制单元，所述设置单元与控制单元连接，其中：
所述设置单元设置所需三维图像的区域信息，然后根据所述区域信息确定无人船的运动、姿态、位置和需采集图像的指令，并发送给无人船执行所述指令；
移动终端还包括发送接收模块、显示模块、命令模块、成像模块，其中：
所述发送接收模块，与无线连接模块连接并用于接收无人船向移动终端发送的探测信息，和/或向无人船发送控制指令；
所述显示模块，用于图像显示所述移动终端获取的探测信息；
所述命令模块，用于采集用户对无人船的控制指令；
所述成像模块，用于将所述探测信息生成三维立体图像；
所述控制单元，分别与接收模块、显示模块、命令模块和成像模块连接，并协调各模块工作；
所述显示模块包括图像显示单元、地图显示单元和状态显示单元，其中：
所述图像显示单元：用于显示无人船采集的水下图像信息；
所述地图显示单元：用于显示无人船采集的水下环境信息，和/或无人船的GPS定位信息；
所述状态显示单元：用于显示无人船的状态信息，所述状态信息包括电压信息、电量信息和运行信息中一种或者任意组合；
命令模块包括感应单元和指令单元，所述感应单元：用于获取感应信息，并根据感应信息得出控制指令；所述指令单元：用于直接输入的控制指令；
所述移动终端通过发送接收模块与外设感应装置连接，并通过外设感应装置采集感应信息；
所述外设感应装置为VR感应装置；
所述感应信息包括位置信息、重力信息、偏转方向信息和加速度信息；
其中，所述位置信息、重力信息、偏转方向信息和加速度信息与控制指令相对应，其对应关系储存在控制单元内；
所述移动终端还包括智能跟随模块，所述智能跟随模块采集用户的跟随运动信息，得出控制指令，经发送接收模块至无人船并执行；
所述跟随运动信息与控制指令相对应，其对应关系储存在控制单元内。
2.根据权利要求1所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：无人船包括图像采集单元、预处理单元、编码单元和与发送单元，其中；
所述图像采集单元：与预处理单元连接，并用于采集水下环境的图像信息；
所述预处理单元：根据图像采集单元采集的图像信息进行预处理并形成图像预处理信息；
所述编码单元：与预处理单元连接，获取图像预处理信息进行对应编码并形成图像编码数据；
所述发送单元：分别与编码单元和无线连接模块连接，获取图像编码数据并经无线连接模块发送至移动终端。
3.根据权利要求2所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：所述移动终端包括解码单元、去噪单元、三维成像单元，其中：
所述解码单元：用于获取图像编码数据并进行解码形成图像预处理信息；
所述去噪单元：用于获取图像预处理信息，并对图像预处理信息进行去噪处理形成图像去噪信息；
所述三维成像单元：根据图像去噪信息、无人船的位置数据、无人船的运动信息和无人船的姿态信息，绘制水下环境的三维图像；
所述控制单元：分别解码单元、去噪单元、三维成像单元和显示模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：所述移动终端还包括数据库、识别单元、标识单元和伪色单元，所述数据库、识别单元、标识单元和伪色单元分别与控制单元连接；其中，
所述数据库：储存三维成像对应的特征信息参数；
所述识别单元：获取图像去噪信息，并将图像去噪信息和特征信息参数进行对比，得出水下环境的识别信息；
所述标识单元：根据识别信息得出标识信息，并对应标识；
所述伪色单元：根据识别信息获取色彩信息，并对应上色。
5.根据权利要求4所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：所述特征信息参数包括地形图像信息、植物图像信息、鱼群图像信息中一种或者任意组合。
6.根据权利要求4所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：所述识别信息与标识信息相对应，其对应关系储存在数据库中。
7.根据权利要求6所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：所述识别信息与色彩信息相对应，其对应关系储存在数据库中。
8.根据权利要求3-7任一所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：所述移动终端还包括感应切换单元，所述感应切换单元与控制单元连接，其中：
所述感应切换单元：采集感应数据，并根据感应数据切换三维图像的显示角度。
9.根据权利要求8所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：所述移动终端设有定位单元、和/或陀螺仪、和/或加速度传感器、和/或重力传感器，所述定位单元、和/或陀螺仪、和/或加速度传感器、和/或重力传感器采集感应数据；
或者，所述移动终端通过发送接收模块与外设感应装置连接，并通过外设感应装置采集感应数据。
10.根据权利要求3-7任一所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：所述移动终端还包括无人船船体绘制单元，所述无人船船体绘制单元与控制单元连接，所述无人船船体绘制单元获取无人船的船体信息进行无人船的三维图像绘制并显示。
11.根据权利要求10所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：所述无人船船体绘制单元获取无人船的位置信息并对应显示在水下环境的三维图像中。
12.根据权利要求11所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：所述无人船的船体信息与三维图像相对应，其对应关系储存在数据库中。
13.根据权利要求12所述的一种无人船的成像系统，其特征在于：所述无人船的船体信息包括无人船的形状、和/或无人船的型号。
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