1.一种基于水下潜摄设备的滑坡安全监测装置,其特征在于,包括:水下机器人、水面无人母船和地面控制中心间;所述水面无人母船和所述水下机器人通过第一无线通讯线路进行连接;所述水面无人母船与所述地面控制中心间通过第二无线通讯线路进行连接;所述水下机器人包括:机器人本体(7)、储能装置(8)、目标识别定位子系统(9)、水下环境感应设备(10)、无线通讯装置(11)、动力控制子系统(12);所述机器人本体(7)内部设有储能装置(8);所述机器人本体(7)的上方设有所述水下环境感应设备(10)和所述无线通讯装置(11);所述机器人本体(7)的后方设有动力控制子系统(12);所述机器人本体(7)的前方设有目标识别定位子系统(9);所述水面无人母船包括:母船船体(1)、船载阵列式声呐装置(2)、船载动力控制系统(3)、船载GNSS定位装置(4)、数据处理与传输装置(5)和太阳能自主供能装置(6);所述母船船体(1)的上方设有所述船载GNSS定位装置(4)、数据处理与传输装置(5)和所述太阳能自主供能装置(6);所述母船船体(1)的后方设有所述船载动力控制系统(3);所述母船船体(1)的下方设有所述船载阵列式声呐装置(2);所述船载阵列式声呐装置(2)个数为4,分别为:第一阵列式声呐装置(13)、第二阵列式声呐装置(14)、第三阵列式声呐装置(15)和第四阵列式声呐装置(16);所述母船船体(1)的底部是一个边长均为L的四等边形;所述四等边形的4个顶点分别设置所述第一阵列式声呐装置(13)、第二阵列式声呐装置(14)、第三阵列式声呐装置(15)和第四阵列式声呐装置(16);所述船载GNSS定位装置(4)个数为1,且布置于所述母船船体(1)的底部四等边形的中心处,用于结合GPS导航系统和北斗系统测定当前所述水面无人母船在大地坐标系下的位置信息。
2.根据权利要求1所述的基于水下潜摄设备的滑坡安全监测装置,其特征在于,所述水下环境感应设备(10)包括水压传感器和水温传感器,分别用于测定水下机器人的下潜深度和当前深度的水体温度。
3.根据权利要求1所述的基于水下潜摄设备的滑坡安全监测装置,其特征在于,所述目标识别定位子系统(9)包括机载水下双目成像设备,用于拍摄标识目标场景,确定标识目标的坐标信息和识别水滑坡体的表面变形特性和宏观变形特征。
4.根据权利要求3所述的基于水下潜摄设备的滑坡安全监测装置,其特征在于,所述水下机器人为潜艇式结构;所述机载水下双目成像设备为两个水下相机,其成像镜头均在同一水准线上。
5.一种基于权利要求1-4任意一项所述的基于水下潜摄设备的滑坡安全监测装置的定位方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤一、水面无人母船利用无线通讯装置(11)对水下机器人传输移动操作的指令,动力控制子系统(12)驱动所述水下机器人下潜至机载水下双目成像设备的有效视距内;步骤二、所述水下机器人利用水下环境感应设备(10)获取当前水下机器人周边的水温和水压数据,同时利用目标识别定位子系统(9)对水下滑坡体的表面变形特性及宏观变形特征进行识别;然后基于双目成像原理和水压计,得到标识目标相对于所述水下机器人的第一空间坐标信息,并通过无线通讯装置(11)将坐标信息和水下环境监测信息传输到所述水面无人母船;步骤三、所述水面无人母船利用自身船底的船载阵列式声呐装置(2)获取水下机器人相对于所述水面无人母船的第二空间坐标信息;同时结合自身船顶的船载GNSS定位装置(4)获取所述水面无人母船相对于大地坐标系下的第三空间坐标信息,并利用数据处理与传输装置(5)将所述第一空间坐标信息、第二空间坐标信息和所述第三空间坐标信息进行坐标转换,得到水下滑坡标识目标相对于大地坐标系下的第四空间坐标信息;步骤四、基于网络通讯技术,所述水面无人母船将当前时间、当前水下标识目标的第四空间坐标信息、水温数据、水压数据和水下滑坡体的表面变形特性及宏观变形特征传输到地面控制中心间的数据中心系统,然后由所述数据中心系统建立相应的位移和环境因素监测时间序列,用于建立库岸边坡整体变形预测和预警系统。
6.根据权利要求5所述的基于水下潜摄设备的滑坡安全监测装置的定位方法,其特征在于,所述第二空间坐标信息是通过船载阵列式声呐装置(2)发射和采集到的声呐反射信号、信号发射时间、反射信号与发出信号间的波形相位差,然后通过对应几何关系和边界约束条件,由混合蛙跳优化算法快速优化求解出当前水下机器人的第二空间坐标信息;所述第四空间坐标信息是通过机载水下双目成像设备进行标定,得到世界坐标系、相机坐标系和像素坐标系间的对应关系,然后求取相机的摄影矩阵和标定点在左右两张图像上的投影点坐标,得到标识目标在大地坐标系下的空间坐标信息。