AUV雙目視覺導(dǎo)引技術(shù)的研究.pdf

1、視覺是目前最重要的環(huán)境探測(cè)技術(shù)之一，具有獲取信息全面的優(yōu)點(diǎn)，已在各個(gè)領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。和陸地相比，人們對(duì)海洋環(huán)境的認(rèn)識(shí)和開發(fā)還非常有限。視覺為人們更好地認(rèn)識(shí)海洋環(huán)境與開發(fā)海洋資源提供了一個(gè)有力的工具。但是由于實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，水下視覺的應(yīng)用潛力還有待進(jìn)一步發(fā)掘。論文以AUV的水下自主回收為應(yīng)用背景，研究了一個(gè)實(shí)時(shí)的雙目視覺導(dǎo)引系統(tǒng)。 在分析圖像采集各個(gè)組成部分功能原理的基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)的距離分辨率為主要考慮因素，設(shè)計(jì)了一套適

2、用于AUV回收導(dǎo)引的圖像采集硬件設(shè)備，為取得較高測(cè)距精度提供了可靠保證。 先采用高斯濾波降低圖像噪聲，然后分別對(duì)圖像進(jìn)行基于鄰域平均的增強(qiáng)濾波和直方圖均衡化處理。比較可知直方圖均衡化的增強(qiáng)效果更好。在上述濾波的基礎(chǔ)上采用基于2D平面標(biāo)定板的方法標(biāo)定雙目攝像機(jī)，進(jìn)一步通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法提高標(biāo)定精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用上述濾波和標(biāo)定方法是可行的。 針對(duì)水下圖像紋理落差大的特點(diǎn)，提出一種基于紋理控制的金字塔NCC立體匹配法，達(dá)到了

3、實(shí)時(shí)提取感興趣目標(biāo)與障礙物的目的。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上定量分析了各種軟硬件因素對(duì)系統(tǒng)測(cè)深精度和實(shí)時(shí)性的影響方式，據(jù)此可以優(yōu)化系統(tǒng)的硬件配置與算法參數(shù)。此外還提出一種虛擬聲吶模型來簡(jiǎn)化表示深度圖信息，即將包含在深度圖中的距離與方位信息表示為一個(gè)環(huán)境矩陣，大大簡(jiǎn)化了深度圖的使用。 最后，以幕帷模擬海洋環(huán)境，利用實(shí)驗(yàn)室六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)模擬AUV，設(shè)計(jì)完成了AUV雙目視覺導(dǎo)引空間避障模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，AUV能實(shí)時(shí)躲避預(yù)設(shè)的不同形狀和不同個(gè)數(shù)的