AUV雙目視覺導引技術的研究.pdf

1、視覺是目前最重要的環(huán)境探測技術之一，具有獲取信息全面的優(yōu)點，已在各個領域中得到越來越廣泛的應用。和陸地相比，人們對海洋環(huán)境的認識和開發(fā)還非常有限。視覺為人們更好地認識海洋環(huán)境與開發(fā)海洋資源提供了一個有力的工具。但是由于實現(xiàn)的復雜性，水下視覺的應用潛力還有待進一步發(fā)掘。論文以AUV的水下自主回收為應用背景，研究了一個實時的雙目視覺導引系統(tǒng)。 在分析圖像采集各個組成部分功能原理的基礎上，以系統(tǒng)的距離分辨率為主要考慮因素，設計了一套適

2、用于AUV回收導引的圖像采集硬件設備，為取得較高測距精度提供了可靠保證。 先采用高斯濾波降低圖像噪聲，然后分別對圖像進行基于鄰域平均的增強濾波和直方圖均衡化處理。比較可知直方圖均衡化的增強效果更好。在上述濾波的基礎上采用基于2D平面標定板的方法標定雙目攝像機，進一步通過改進實驗方法提高標定精度。實驗結果表明采用上述濾波和標定方法是可行的。 針對水下圖像紋理落差大的特點，提出一種基于紋理控制的金字塔NCC立體匹配法，達到了

3、實時提取感興趣目標與障礙物的目的。在實驗基礎上定量分析了各種軟硬件因素對系統(tǒng)測深精度和實時性的影響方式，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環(huán)境矩陣，大大簡化了深度圖的使用。 最后，以幕帷模擬海洋環(huán)境，利用實驗室六自由度運動平臺模擬AUV，設計完成了AUV雙目視覺導引空間避障模擬試驗。試驗表明，AUV能實時躲避預設的不同形狀和不同個數(shù)的