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文檔簡(jiǎn)介
1、視覺系統(tǒng)作為水下機(jī)器人的設(shè)計(jì)開發(fā)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在水下作業(yè)中發(fā)揮著重要作用。視覺系統(tǒng)可以用來對(duì)采集到的水下圖像進(jìn)行處理,其處理結(jié)果可以用來引導(dǎo)水下機(jī)器人的水下活動(dòng)。由于水下環(huán)境的特殊性,水下機(jī)器人的圖像處理系統(tǒng)的主要步驟包括圖像預(yù)處理、圖像分割、目標(biāo)識(shí)別以及距離估算。本課題中開發(fā)的視覺系統(tǒng)不僅可以很好的達(dá)成歐洲學(xué)生自主水下機(jī)器人比賽(SAUC-E)的任務(wù)要求,而且可以廣泛應(yīng)用于各水下作業(yè)環(huán)境,實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像處理,快速有效地定位水中物體。
2、
圖像預(yù)處理包括圖像增強(qiáng)和圖像平滑。水下環(huán)境會(huì)影響到捕捉圖像的質(zhì)量,不利于圖像目標(biāo)物體的提取和處理。圖像增強(qiáng)算法可以利用同態(tài)濾波器來增強(qiáng)圖像中的物體,并使用色彩校正算法處理圖像中衰減的顏色。圖像平滑算法的應(yīng)用可以最大程度上消除噪聲,提高被處理圖像的質(zhì)量。
圖像分割系統(tǒng)中包括邊緣檢測(cè)和閾值化技術(shù)。應(yīng)用了更具魯棒性的色彩形態(tài)學(xué)梯度法進(jìn)行邊緣檢測(cè),以提取圖像中的目標(biāo)物體,與周圍背景進(jìn)行分離。應(yīng)用了閾值化技術(shù)量化分割
3、圖像的邊緣,得到感興趣的物體圖像。
應(yīng)用霍夫變換(HT)來識(shí)別水下的門、球和浮標(biāo)等目標(biāo)物體。該方法在現(xiàn)有的目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做出改進(jìn)使其具有更強(qiáng)的魯棒性,能精確快速定位和尋找水下環(huán)境中的目標(biāo)物體。該目標(biāo)探測(cè)算法提升了視覺系統(tǒng)的精確性和運(yùn)算速度。
距離估算系統(tǒng)中,應(yīng)用針孔模型在單幀圖像和視頻序列中進(jìn)行距離測(cè)量,獲得目標(biāo)物體與水下機(jī)器人之間的相對(duì)距離。利用邊界圖像提升了單幀圖像距離估算的精確性。在視頻序列操作中
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