[发明专利]一种水下大型潜航器水面观测系统及观测方法

说明书

本发明公开了一种水下大型潜航器水面观测系统及观测方法，包括：水面目标检测识别单元，用于采集水面图像数据并识别目标，实时传输至操控显示终端，水面目标检测识别单元具有载压水模块，通过压载水量调节自身的重力与浮力；水下收放装置，用于对水面目标检测识别单元进行释放和回收操作；操控显示终端，作为水面观测系统的指挥控制中心；水面目标检测识别单元还包括目标识别模块、AIS接收器和AIS决策模块；目标识别模块和AIS接收器分别将并将水面图像识别结果和从AIS获取的周边水面船只系泊信息传输至AIS决策模块进行判断，AIS决策模块将判断结果实时传输至操控显示终端，进行汇总决策。本系统和方法具有更好的目标识别精度并且具有更高的安全性。

技术领域

本发明涉及海洋航行技术及水下潜航器技术领域，具体涉及一种水下大型潜航器水面观测系统及观测方法。

背景技术

本发明中所述大型潜航器是指排水量达50吨以上的潜航器，包括有人潜艇或无人潜航器等。

在大型潜航器执行作业任务时，时常需要上浮至水面利用全球定位系统进行导航误差修正或实现对水面船只系泊情况的观测，然而上浮水面若有其他船只、海上监测系统，则大型潜航器会面临极大风险。研究表明，在天气良好的情况下，长度为12m的大型潜航器其光学隐蔽深度仅为25-35ｍ，此时，在200m高空仅通过目力、望远镜或光学相机即可观测到大型潜航器，对大型潜航器的安全与隐蔽性构成极大威胁。

除上述缺陷外，大型潜航器上常用的海面观测系统常出现（1）上浮过程中，由于对水面船只运动情况不明，存在碰撞的风险。（2）在海况恶劣的环境下，观测系统的准确性较差。（3）现有算法对水面目标的识别与稳定跟踪能力不足。（4）现有技术中，由升降杆控制的摄像头伸出水面的高度不足，易受海浪影响。（5）现有技术中，水面观测模块抗倾覆性较差。（6）现有技术大多采用单摄像头，不能实现360°全方位同时观测。（7）与水下平台刚性连接的水面观测模块在观测过程中会受到水下平台运动的影响。（8）在夜晚及海雾等可视性较差的情况下，单纯的光学摄像头无法完成观测任务。（9）水面观测模块未携带北斗模块，导航定位需要潜航器浮出水面。等多项问题。

因此，发明一种可实现在水下自由释放及回收、在恶劣海况下实现稳定观测跟踪、具备卫星定位功能、鲁棒性好的水面观测装置对保障大型潜航器的安全隐蔽性航行具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种能够精确识别水面船只或障碍物以规避碰撞的水下大型潜航器水面观测系统及观测方法。本发明中所述大型潜航器是指排水量达50吨以上的潜航器，本系统可广泛适用于有人潜艇或无人潜航器等。

为实现上述目的，本发明提供一种水下大型潜航器水面观测系统，所述系统包括：

水面目标检测识别单元，用于采集水面图像数据并识别目标，实时传输至操控显示终端，水面目标检测识别单元具有载压水模块，通过压载水量调节自身的重力与浮力；

水下收放装置，用于对水面目标检测识别单元进行释放和回收操作；

操控显示终端，作为水面观测系统的指挥控制中心，可对水面目标检测识别单元传回的图像数据以及进行采集、处理和显示，实现对水面目标检测识别单元和水下收放装置的控制；

其中，水面目标检测识别单元还包括目标识别模块、AIS接收器和AIS决策模块；目标识别模块和AIS接收器分别将并将水面图像识别结果和从AIS获取的周边水面船只系泊信息传输至AIS决策模块进行判断，AIS决策模块将判断结果实时传输至操控显示终端，进行汇总决策。

进一步，所述水面目标识别单元包括低密度浮标舱体、水面成像组件、综合控制箱、压载水模块和深度计；