[发明专利]一种激光水面漂浮物体识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用激光照射水面识别漂浮物体的方法，尤其涉及一种激光水面漂浮物体识别方法，属于电子及光学科学技术领域。

背景技术

随着社会经济发展和工业化进程，水体的污染情况加重，漂浮物增多、航行设备大量出现；如何快速有效的识别水面漂浮物，为水面安全规避、污染物清洁、水面交通安全等领域提供早期预警及实时监控等信息，成为了信息化、传感器领域的重要课题之一。

现有的水面目标识别方法，通过CCD相机获取水面图像，进行识别，错误率高、成本高、监控范围有限；通过碰撞和距离传感器，获取传感信息，实时性差，安全性差，使用寿命有限；通过声纳雷达等设备，维护成本高昂，无法适应恶劣环境；很难大规模应用于社会生产的各个需求领域。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种激光水面漂浮物体识别方法，实现快速、有效的对水面漂浮物体进行检测、识别。

本发明所采用的技术方案为：

一种激光水面漂浮物体识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在待检测预定水面的一侧放置近红外激光发射器；另一侧对应放置专用红外摄像机；打开近红外激光发射器，对待检测预定水面进行照射；专用红外摄像机实时进行摄像；所述的近红外激光发射器和专用红外摄像机至少设置一组；且所述的近红外激光发射器以30°—60°的角度照射水面；以一定密度平均覆盖待检测预定水面的全部；所述专用红外摄像机设置在近红外激光发射器发射激光照射水面后的反射激光覆盖区域；且所述专用红外摄像机设置在远离近红外激光发射器发射激光照射在静止水面的反射路径上；

（2）专用红外摄像机CMOS元器件成像后，通过图像处理系统利用软件数字滤波手段滤除图像画面噪声点，计算整张图像画面的白平衡，根据预设的参数确定二值化图像所需要的灰度阀值；对图像进行二值化处理；对获得的二值化图像，自动判别、统计画面中的光斑数目；所述光斑数目大于等于零，小于等于近红外激光发射器的个数；且所述的专用红外摄像机的镜头前还设置有用于将图像亮度降低至日夜变化范围均不超过量化阀值的滤光片；所述的专用红外摄像机的CMOS元器件之前还设置有用于将近红外激光发射器发射的中心频率在一定范围以外的电磁波进行高分贝的衰减的物理专用窄带数字滤波器；

（3）根据获得的光斑数目，以及专用红外摄像机的位置输入计算机模型分析出待检测预定水面的漂浮物是否存在，以及漂浮物的类型、表面崎岖度、厚度、面积大小信息。

本发明的有益效果在于：利用红外激光设备照射水面，利用水面、水体对红外激光的折射，来检测水面漂浮物；识别精度高、实时性好、维护成本低、应用范围广、使用寿命长；可以很好的替代现有的水面识别设备和漂浮物检测传感器设备，应用于各种信息化的系统中；进一步的，可以根据利用其一系列特点，大规模的应用于识别水面漂浮物，为水面安全规避、污染物清洁、水面交通安全等领域提供早期预警及实时监控等，实现较大的社会效益、经济效益。

附图说明：

图1为本发明方法对专用红外摄像机拍摄图像处理流程示意图；

图2为本实施例水面无漂浮物时反射光线示意图；

图3为本实施例水面有漂浮物时反射光线示意图；

图中主要附图标记含义如下：

1、红外激光发射器，2、专用红外摄像机，3、水面，4、漂浮物。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做具体的介绍。

如图2所示，左侧为红外激光发射器1，右侧为专用红外摄像机2；中间水面3不存在漂浮物4时，由于水面3和水体的折射和吸收，反射光线的强度和方向特定；在反射路径之外几乎不存在电磁辐射；如图3所示，当照射到一定的漂浮物4体上的时候，折射损失消失，发生漫反射；反射光线的强度根据漂浮物4体的表面特性和颜色在一定范围内被专用红外摄像机2捕获；图中的光线强度以颜色的黑色程度标识；而且，通过图像处理系统预设的处理手段，捕获的图像可以有效的避免水面3波动带来的镜面反射的短暂影响。

本发明方法具体步骤如下：