[发明专利]一种自治遥控水下机器人水下管道检测跟踪系统及检测方法

权利要求书

1.一种自治遥控水下机器人水下管道检测跟踪系统，其特征在于，该检测跟踪系统包含：下位机（10）和上位机（20），所述的下位机（10）设置在水面下的水下机器人上，所述的上位机（20）设置在水面母船上，该下位机（10）与该上位机（20）通过光纤相连接；

所述的下位机（10）包含：传感器模块（11）、光视觉模块（12）、嵌入式控制器（13）及水下光端机（14）；所述的传感器模块（11）、所述的光视觉模块（12）分别与所述的嵌入式控制器（13）的信号输入端相连接，该嵌入式控制器（13）的信号输出端与所述的水下光端机（14）信号输入端相连接；

所述的上位机（20）包含：水上光端机（21）、水面监控模块（22）及手操器（23）；所述的手操器（23）与所述的水面监控模块（22）电路连接，该水面监控模块（22）与所述的水上光端机（21）电路连接；

所述的水下光端机（14）与所述的水上光端机（21）通过光纤相连接，通过串口通信实现数据传输。

2.如权利要求1所述的自治遥控水下机器人水下管道检测跟踪系统，其特征在于，所述的光视觉模块（12）包含：光学成像传感器（121）、云台（122）及辅助照明灯（123）；所述的光学成像传感器（121）、所述的辅助照明灯（123）分别设置在所述的云台（122）上；所述的光学成像传感器（121）的信号输出端与所述的嵌入式控制器（13）的信号输入端相连接。

3.如权利要求1所述的自治遥控水下机器人水下管道检测跟踪系统，其特征在于，所述的传感器模块（11）包含：深度传感器（111）、速度传感器（112）、姿态传感器（113）、声纳传感器（114）、电池监控传感器（115）及推进器监控传感器（116）；所述的深度传感器（111）的信号输出端、速度传感器（112）的信号输出端、姿态传感器（113）的信号输出端、声纳传感器（114）的信号输出端、电池监控传感器（115）的信号输出端及推进器监控传感器（116）的信号输出端分别与所述的嵌入式控制器（13）的信号输入端相连接。

4.如权利要求1所述的自治遥控水下机器人水下管道检测跟踪系统，其特征在于，所述的水面监控模块（22）包含：主处理器（221）、图像采集卡（222）、可编程逻辑控制器PLC（223）、以太网交换机（224）、CAN总线通讯模块（225）及水面监控面板（226）；所述的主处理器（221）分别与所述的图像采集卡（222）的输出端、所述的CAN总线通讯模块（225）的输出端相连接，该主处理器（221）与所述的以太网交换机（224）电路连接；该以太网交换机（224）与所述的可编程逻辑控制器（223）电路连接；该以太网交换机（224）通过所述的水上光端机（21）与所述的下位机（10）电路连接；该可编程逻辑控制器（223）与所述的手操器（23）通过所述的水面监控面板（226）电路连接。

5.一种用于如权利要求1-6中任意一个所述的自治遥控水下机器人水下管道检测跟踪系统的检测方法，其特征在于，该方法包含如下几个步骤：

步骤1，所述的手操器（23）设置在手动操作模式下，将自治遥控水下机器人引导到水下管道起始点的上方；

步骤2，所述下位机（10）的光视觉模块（12）的光学成像传感器（121），进行实时采集水下管道的周围图像信息；通过所述下位机（10）的传感器模块（11）进行实时采集水下管道内水下机器人的深度信息、速度信息、姿态信息、前方图像信息、电池状态信息及推进器状态信息；

步骤3，所述的下位机（10）的嵌入式控制器（13）分别接收并处理所述的光视觉模块（12）实时水下管道的周围图像信息、所述的传感器模块（11）的传感信号，通过所述的水下光端机（14）传输到所述的上位机（20）；

步骤4，所述的上位机（20）的水面监控模块（22）通过所述的水下光端机（14）及所述的水上光端机（21）接收实时水下管道信息进行识别、处理，并转化为实际导航信息；

步骤5，所述的上位机（20）的水面监控模块（22）对自治遥控水下机器人所处环境复杂程度的识别，通过形成的自治遥控水下机器人实际导航信息，确定并控制对自治遥控水下机器人实施自动控制方式或是手动控制方式， 使自治遥控水下机器人完成水下管道的检测。