[发明专利]深海网箱渔网水下距离测量装置、方法、电子设备及介质

说明书

本发明公开了一种深海网箱渔网水下距离测量装置、方法、电子设备及介质，包括：激光器，激光器用于在待测渔网上呈现网络状激光点阵；摄像机模块，摄像机模块包括第一摄像机和第二摄像机，分别获取同一待测渔网的第一图像和第二图像，第一图像和第二图像获取的角度不同；处理单元，处理单元用于对第一图像和第二图像进行预处理，对预处理后的第一图像和第二图像进行立体匹配，并获得深度参数，从而建立图像特征向量之间的相互对应关系，利用摄像机标定后得到的图像坐标系和世界坐标系之间的对应关系以及图像特征向量之间的相互对应关系，将处理后的第一图像和第二图像通过坐标变换，重建出待测水域的三维信息，从而获得深海渔网水下的距离。

技术领域

本发明属水下作业技术领域，尤其涉及一种深海网箱渔网水下距离测量、方法、电子设备及介质。

背景技术

万物生存的地球上有着71％的区域被一望无际的海洋所覆盖，是人类赖以生存和发展的四大战略空间中，继陆地之后的第二大空间，更是能源、生物资源、进出资源的战略开发基地。人类面临着陆地资源日益紧张的压力而海洋这一区域即将成为人类可持续发展的重要基地，更是人类未来发展的希望。海洋经济正在成为国民经济的新增长点，具有更大的发展潜力。养殖业更是如此，目前，养殖业的发展已经不仅仅局限于陆地和人造池塘等传统形式，正在逐步形成以深海网箱为核心的鱼类养殖产业。

但由于在深海中，水下情况瞬息万变，并且渔网多是采用聚乙烯，尼龙等原料进行加工，99％以上用合成纤维加工而成。而这类材料在海水中不但要受到海水的自然腐蚀还会面临海洋微生物的损害，这样的环境中上时间使用大大降低了渔网强度，耐冲击性、耐磨性、网目尺寸稳定性和柔软性等各方面的性能，导致养殖者需要定期对渔网进行检查和维修。

若直接将渔网打捞上岸进行维修实施难度大且损失巨大，而人工潜入水下却由于水下环境复杂令人望而却步。现在传统方法是利用水下巡检机器人完成水下维修工作。目前，水下巡检机器人大多采用单目视觉、激光定位等原理完成。单目视觉的方法由于水对光的散射和吸收、水下介质与空气的折射率不同出现的折射以及水体浑浊等问题，无法获取清晰的图像，更无法准确的判定水下巡检机器人到渔网的距离。同样，激光定位的方法由于水下情况复杂以及渔网的网状结构，接收器更无法获得从渔网反射回来的信号，自然也无法准确的测量出水下巡检机器人到渔网的距离。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种深海网箱渔网水下距离测量、方法、电子设备及介质，以解决传统方法中由于无法准确判定水下巡检机器人到渔网的距离的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种深海网箱渔网水下距离测量装置，包括：激光器，所述激光器用于在待测渔网上呈现网络状激光点阵；摄像机模块，所述摄像机模块包括第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机和第二摄像机关于所述激光器对称放置，且分别获取同一待测渔网的第一图像和第二图像，所述第一图像和第二图像获取的角度不同；处理单元，所述处理单元用于对所述第一图像和第二图像进行预处理，对预处理后的所述第一图像和第二图像进行立体匹配，并获得深度参数，从而建立图像特征向量之间的相互对应关系，利用摄像机标定后得到的图像坐标系和世界坐标系之间的对应关系以及图像特征向量之间的相互对应关系，将处理后的第一图像和第二图像通过坐标变换，重建出待测水域的三维信息，从而获得深海渔网水下的距离。

进一步地，所述激光器、第一摄像机、第二摄像机均搭载于丝杆上，且处于同一平面且位置固定。

进一步地，所述第一摄像机、第二摄像机两者光轴平行，成像平面为空间内的同一个平面，同时第一摄像机、第二摄像机两者所获取的待测水域图像的图像坐标系相互平行。

进一步地，所述立体匹配采用Scharstein和Szelisk立体匹配算法相结合。

进一步地，所述摄像机优选采用高清摄像机。

进一步地，所述高清摄像机的分辨率为1920*1080。