海洋作為地球上最為廣闊的部分,其內(nèi)部所擁有的資源具有極大的開(kāi)發(fā)價(jià)值。近幾年來(lái),人們開(kāi)始不斷地開(kāi)發(fā)海洋資源和空間,如在海底鋪設(shè)大量的天然氣管道以便于運(yùn)輸,因而,利用自主式水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）去探測(cè)海底天然氣管道是否泄漏的技術(shù),就具有極其重大的戰(zhàn)略意義。不過(guò),由于海洋內(nèi)部環(huán)境的復(fù)雜性,自主式水下航行器在執(zhí)行任務(wù)時(shí)常常會(huì)有障礙物干擾航行,因此,對(duì)水下障礙物的檢測(cè)及避障進(jìn)行研究,就顯得尤為重要。本文基于自主式水下航行器搭載的多波束前視聲吶采集的數(shù)據(jù),開(kāi)展了障礙物檢測(cè)算法、避障算法和指令系統(tǒng)三個(gè)方面的研究:（1）基于采集到的聲吶圖像數(shù)據(jù),本文首先提出了一種基于類間方差及小區(qū)域抑制的障礙物檢測(cè)算法。該算法在快速計(jì)算得到聲吶圖像最佳閾值的基礎(chǔ)上,針對(duì)聲吶圖像處理結(jié)果上依舊存在一定數(shù)量的噪聲區(qū)域的情況,通過(guò)對(duì)最佳閾值的不斷更新,使得聲吶圖像中障礙物檢測(cè)結(jié)果更為精確。（2）本文在以上算法的基礎(chǔ)上提出了一種基于深度學(xué)習(xí)及改進(jìn)閾值分割的障礙物檢測(cè)算法。該算法采用了YOLO v3網(wǎng)絡(luò),對(duì)聲吶圖像中的障礙物候選區(qū)域進(jìn)行了檢測(cè),在得到的障礙物候選區(qū)域內(nèi),... 

【文章來(lái)源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 課題研究的目的和意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究概況
        1.3.1 障礙物檢測(cè)研究概況
        1.3.2 避障算法研究概述
    1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 基于多波束前視聲吶的自主式水下航行器
    2.1 引言
    2.2 自主式水下航行器
    2.3 多波束前視聲吶
        2.3.1 多波束前視聲吶
        2.3.2 聲吶配備軟件ProViewer
        2.3.3 聲吶數(shù)據(jù)軟件開(kāi)發(fā)套件
        2.3.4 聲吶圖像數(shù)據(jù)采集
    2.4 本章小結(jié)
第三章 AUV聲吶圖像中的障礙物檢測(cè)算法
    3.1 引言
    3.2 基于類間方差及小區(qū)域抑制的障礙物檢測(cè)算法
        3.2.1 算法流程
        3.2.2 聲吶圖像的預(yù)處理
        3.2.3 基于直方圖區(qū)域迭代分割的類間方差最大化算法
        3.2.4 基于小區(qū)域抑制的最佳閾值更新
    3.3 基于深度學(xué)習(xí)及改進(jìn)閾值分割的障礙物檢測(cè)算法
        3.3.1 算法流程
        3.3.2 YOLO概述
        3.3.3 基于YOLOv3的障礙物候選區(qū)域檢測(cè)算法
    3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.4.1 障礙物檢測(cè)算法的客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
        3.4.2 障礙物檢測(cè)算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于障礙物輪廓的AUV避障算法
    4.1 引言
    4.2 基于障礙物輪廓的避障算法
        4.2.1 障礙物問(wèn)題分析
        4.2.2 避障規(guī)則設(shè)計(jì)
        4.2.3 算法詳述
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 面向自主導(dǎo)航的指令系統(tǒng)
    5.1 引言
    5.2 串口通信設(shè)計(jì)
        5.2.1 串口通信關(guān)鍵技術(shù)
        5.2.2 串口連接
        5.2.3 串口通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
    5.3 模擬指令系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
    6.1 引言
    6.2 模擬實(shí)驗(yàn)
        6.2.1 水池模擬實(shí)驗(yàn)
        6.2.2 海洋模擬實(shí)驗(yàn)
    6.3 實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀碩士學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表的論文
作者在攻讀碩士學(xué)位期間所作的項(xiàng)目
作者在攻讀碩士學(xué)位期間所獲獎(jiǎng)項(xiàng)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]自主水下航行器導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與分析[J]. 張世童,張宏偉,王延輝,張玉鵬,謝陽(yáng)光.  導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2020(02)
[2]基于零空間行為法的自主水下機(jī)器人避障策略[J]. 龐師坤,梁曉鋒,李英輝,易宏.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2020(03)
[3]聯(lián)合NSCT與多重分形的高噪聲側(cè)掃聲吶圖像分割[J]. 何義才,趙建虎,張紅梅,阮世倫.  測(cè)繪學(xué)報(bào). 2020(02)
[4]一種利用遷移學(xué)習(xí)訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聲吶圖像識(shí)別方法[J]. 朱兆彤,付學(xué)志,胡友峰.  水下無(wú)人系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2020(01)
[5]AUV水下通信技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探討[J]. 竇智,張彥敏,劉暢,孔斌.  艦船科學(xué)技術(shù). 2020(03)
[6]PC與單片機(jī)多機(jī)RS232串口通信設(shè)計(jì)分析[J]. 席小衛(wèi),陳荻茜,蘇喆,田銘繁.  數(shù)字通信世界. 2020(02)
[7]AUV智能化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 黃琰,李巖,俞建成,李碩,封錫盛.  機(jī)器人. 2020(02)
[8]基于輪廓的側(cè)掃聲吶圖像配準(zhǔn)[J]. 李治遠(yuǎn),豆虎林,胡俊,吳子敬,吳永亭.  測(cè)繪通報(bào). 2019(12)
[9]多波束聲吶圖像條帶中央和邊緣殘差處理方法[J]. 朱正任,樊妙,邢喆,馮成凱,孫毅,陽(yáng)凡林.  海洋技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(05)
[10]基于K-means聚類與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的側(cè)掃聲吶圖像目標(biāo)輪廓自動(dòng)提取方法[J]. 王濤,潘國(guó)富,張濟(jì)博.  海洋科學(xué). 2019(08)

碩士論文
[1]水聲圖像去噪方法研究[D]. 周敬.電子科技大學(xué) 2019
[2]基于前視聲吶的AUV避障方法研究[D]. 邢煒.哈爾濱工程大學(xué) 2019
[3]基于人工勢(shì)能場(chǎng)的水下滑翔機(jī)局部路徑規(guī)劃方法研究[D]. 趙夢(mèng)媛.天津大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3195076