基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法

技术领域

本发明属于脉冲技术领域，具体涉及基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法。

背景技术

脉冲通常是指电子技术中经常运用的一种像脉搏似的短暂起伏的电冲击。主要特性有波形、幅度、宽度和重复频率，脉冲是相对于连续信号在整个信号周期内短时间发生的信号，大部分信号周期内没有信号。就像人的脉搏一样。现在一般指数字信号，它已经是一个周期内有一半时间有信号。计算机内的信号就是脉冲信号，又叫数字信号；

多波束测深系统，又称为多波束测深仪、条带测深仪或多波束测深声呐等，最初的设计构想就是为了提高海底地形测量效率；同时获得数十个相邻窄波束的回声测深系统。一般由窄波束回声测深设备和回声处理设备两大部分组成。主要用于海底地形测量、扫海测量和海上施工区域的测量。装在测量船上的多波束测深系统，每发射一个声脉冲，可以获得船下方的垂直深度，同时获得与船的航迹相垂直的面内的几十个水深值，从而实时绘出海底地貌图。通过船上计算机对各种数据的处理，可由绘图仪绘出等深线图，精确测定航行障碍物的位置、深度。20世纪60年代初开始，先后研制了多种类型的多波束测深系统，最大工作深度为200--1200米，横向覆盖宽度可达深度的三倍以上；

专利号：CN215573091U，一种海底底质综合测量系统，多功能平台包括机架、平台电子仓、水下探测单元和水下可视单元。所述机架由平台支撑架1、中轴导轨架2和重力驱动滑架7构成，采用安全可靠免维护的重力驱动方式，搭载模块化设计的海底底质取样单元、原位声学参数测量单元、原位力学参数测量单元，可以根据任务内容，进行沉积物采样或者沉积物声传播特性测量或者沉积物力学特性测量，实现了采用同一平台、同一驱动完成海底沉积物取样及声学和力学参数测量，方便了海洋探测工作的进行

上述装置在实际的生产使用过程中，还可以进一步地加以改进：上述装置中摄像头的拍摄角度不便进行调节，无法实现多角度的拍摄观察，且由于海水浮动，可能会导致装置在水中飘动，无法保持探测时的稳定，导致对探测结果产生影响，同时上述装置缺少缓震结构，导致装置整体较重，在上岸或下潜到海底时受到伤害，所以需要对其加以改进。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法，具有多角度拍摄、保持海水中平衡，缓震的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法，包括主框架，所述主框架的底部固定安装有多角度拍摄结构，所述多角度拍摄结构包括连接板一，所述连接板一的底部两侧固定安装有侧板，两个所述侧板的一侧固定安装有固定环，两个所述固定环的内部固定安装有伺服电机，一个所述伺服电机的输出轴一端固定套接有转杆，所述转杆的外表面固定套接有斜齿轮一，另一个所述伺服电机的输出轴一端固定套接有U型框，所述U型框的内部固定套接有斜齿轮二，所述斜齿轮二与斜齿轮一外表面相互啮合，所述U型框的底部固定安装有摄像头，两个所述侧板的一侧固定安装有防水盒。

作为本发明的基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法优选技术方案，所述主框架的外表面两侧固定安装有侧臂架，两个所述侧臂架的内部开设有滑槽。

作为本发明的基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法优选技术方案，两个所述侧臂架的内部固定安装有辅助架，两个所述辅助架的内部两侧开设有固定槽，四个所述固定槽的内部固定安装有多波束探测仪本体。

作为本发明的基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法优选技术方案，所述主框架的顶部固定安装有分类仪，所述主框架的顶部两侧固定安装有护栏。

作为本发明的基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法优选技术方案，所述主框架的外表面两侧固定安装有持平结构，两个所述持平结构包括安装板，所述安装板的一侧固定安装有两个气压缸。

作为本发明的基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法优选技术方案，所述气压缸的气压杆一端固定安装有连接板二，所述连接板二的一侧固定安装有滑块，所述滑块卡在滑槽中并且其底部固定安装有配重块。

作为本发明的基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法优选技术方案，两个所述侧臂架的一侧固定安装有稳定板，两个所述稳定板的底部固定安装有缓震结构，所述缓震结构包括两个支撑座，两个所述支撑座的内部固定安装有套管，所述套管的外表面活动套接有两个套环，两个所述套环的内部固定安装有弹簧一。

作为本发明的基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法优选技术方案，所述稳定板的底部两侧固定安装有支撑柱，所述支撑柱的底部固定安装有弹簧二。

作为本发明的基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法优选技术方案，两个所述弹簧二的底部固定安装有底座，所述底座的顶部铰接安装有两个铰接杆，两个所述铰接杆与套环为铰接连接。

作为本发明的基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法优选技术方案：

S1、首先，将放置在海中，当需要多角度拍摄时，通过一个固定环的驱动，此时U型框带动摄像头整体进行前后的翻转进行拍摄，同时通过另一个固定环的驱动，可以使转杆带动斜齿轮一转动；

S2、由于斜齿轮一与斜齿轮二相互啮合，故可以带动摄像头进行左右的转动，通过两者相互配合可以使摄像头进行多角度的拍摄；

S3、然后通过多波束探测仪本体对海底表层底质进行探测分析后传输到分类仪中进行分类，最后当装置落地时底座首先接触地面；

S4、此时弹簧二收缩，此时由于铰接杆的铰接，弹簧二收缩产生的力可以推动两个套环同时向里侧移动；

S5、从而使弹簧一收缩，继而可以将落地产生的压力吸收减弱，提高了装置的使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在使用时，通过多角度拍摄结构，当需要多角度拍摄时，一个通过固定环的驱动，此时U型框带动摄像头整体进行前后的翻转进行拍摄，同时通过另一个固定环的驱动，可以使转杆带动斜齿轮一转动，由于斜齿轮一与斜齿轮二相互啮合，故可以带动摄像头进行左右的转动，通过两者相互配合可以使摄像头进行多角度的拍摄；

2、本发明在使用时，通过持平结构，当装置在海中左右晃动时，通过分别驱动两侧的气压缸使其气压杆推动滑块在滑槽中滑动，继而使两个配重块到达不同的位置，从而使装置在水中持平，继而达到了保持海水中平衡、探测稳定的目的；

3、本发明在使用时，通过缓震结构，当装置落地时，底座首先接触地面，此时弹簧二收缩，此时由于铰接杆的铰接，弹簧二收缩产生的力可以推动两个套环同时向里侧移动，从而使弹簧一收缩，继而可以将落地产生的压力吸收减弱，从而达到了缓震的目的，保护了装置并提高了装置的使用寿命。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的外观结构示意图；

图2为本发明的框架结构示意图；

图3为本发明的多角度拍摄结构示意图；

图4为本发明的持平结构示意图；

图5为本发明的缓震结构示意图；

图6为本发明图5中A处的局部放大结构示意图。

图中：1、主框架；2、多角度拍摄结构；21、连接板一；22、侧板；23、固定环；24、伺服电机；25、转杆；26、斜齿轮一；27、U型框；28、斜齿轮二；29、摄像头；210、防水盒；3、侧臂架；4、辅助架；5、固定槽；6、滑槽；7、分类仪；8、护栏；9、持平结构；91、安装板；92、气压缸；93、连接板二；94、滑块；95、配重块；10、稳定板；11、缓震结构；111、支撑座；112、套管；113、套环；114、弹簧一；115、支撑柱；116、弹簧二；117、底座；118、铰接杆；12、多波束探测仪本体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-6，本发明提供以下技术方案：基于深度学习和多波束测深的表层海底底质分类装置及方法，包括主框架1，主框架1的底部固定安装有多角度拍摄结构2，多角度拍摄结构2包括连接板一21，连接板一21的底部两侧固定安装有侧板22，两个侧板22的一侧固定安装有固定环23，两个固定环23的内部固定安装有伺服电机24，一个伺服电机24的输出轴一端固定套接有转杆25，转杆25的外表面固定套接有斜齿轮一26，另一个伺服电机24的输出轴一端固定套接有U型框27，U型框27的内部固定套接有斜齿轮二28，斜齿轮二28与斜齿轮一26外表面相互啮合，U型框27的底部固定安装有摄像头29，两个侧板22的一侧固定安装有防水盒210。

通过一个固定环23的驱动，此时U型框27带动摄像头29整体进行前后的翻转进行拍摄，同时通过另一个固定环23的驱动，可以使转杆25带动斜齿轮一26转动，由于斜齿轮一26与斜齿轮二28相互啮合，故可以带动摄像头29进行左右的转动，通过两者相互配合可以使摄像头29进行多角度的拍摄。

实施例2

请参阅图1-2，本发明提供以下技术方案：主框架1的外表面两侧固定安装有侧臂架3，两个侧臂架3的内部开设有滑槽6。两个侧臂架3的内部固定安装有辅助架4，两个辅助架4的内部两侧开设有固定槽5，四个固定槽5的内部固定安装有多波束探测仪本体12。主框架1的顶部固定安装有分类仪7，主框架1的顶部两侧固定安装有护栏8。

通过侧臂架3与辅助架4可以扩大装置在水中的受力面积，使装置在水中更加稳定。通过多波束探测仪本体12对海底表层底质进行探测分析后传输到分类仪7中进行分类。通过固定槽5可以对多波束探测仪本体12进行固定。

实施例3

请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：主框架1的外表面两侧固定安装有持平结构9，两个持平结构9包括安装板91，安装板91的一侧固定安装有两个气压缸92。气压缸92的气压杆一端固定安装有连接板二93，连接板二93的一侧固定安装有滑块94，滑块94卡在滑槽6中并且其底部固定安装有配重块95。

通过分别驱动两侧的气压缸92使其气压杆推动滑块94在滑槽6中滑动，继而使两个配重块95到达不同的位置，从而使装置在水中持平。

实施例4

请参阅图5-6，本发明提供以下技术方案：两个侧臂架3的一侧固定安装有稳定板10，两个稳定板10的底部固定安装有缓震结构11，缓震结构11包括两个支撑座111，两个支撑座111的内部固定安装有套管112，套管112的外表面活动套接有两个套环113，两个套环113的内部固定安装有弹簧一114。稳定板10的底部两侧固定安装有支撑柱115，支撑柱115的底部固定安装有弹簧二116。两个弹簧二116的底部固定安装有底座117，底座117的顶部铰接安装有两个铰接杆118，两个铰接杆118与套环113为铰接连接。

底座117首先接触地面，此时弹簧二116收缩，此时由于铰接杆118的铰接，弹簧二116收缩产生的力可以推动两个套环113同时向里侧移动，从而使弹簧一114收缩，继而可以将落地产生的压力吸收减弱。

实施例5

S1、首先，将放置在海中，当需要多角度拍摄时，通过一个固定环23的驱动，此时U型框27带动摄像头29整体进行前后的翻转进行拍摄，同时通过另一个固定环23的驱动，可以使转杆25带动斜齿轮一26转动；

S2、由于斜齿轮一26与斜齿轮二28相互啮合，故可以带动摄像头29进行左右的转动，通过两者相互配合可以使摄像头29进行多角度的拍摄；

S3、然后通过多波束探测仪本体12对海底表层底质进行探测分析后传输到分类仪7中进行分类，最后当装置落地时底座117首先接触地面；

S4、此时弹簧二116收缩，此时由于铰接杆118的铰接，弹簧二116收缩产生的力可以推动两个套环113同时向里侧移动；

S5、从而使弹簧一114收缩，继而可以将落地产生的压力吸收减弱，提高了装置的使用寿命。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。