隨著對(duì)海洋資源探測(cè)開(kāi)發(fā)和水下作業(yè)需求的不斷增加,智能水下機(jī)器人（AUV）正日益受到國(guó)內(nèi)外重視�？紤]到水下環(huán)境的復(fù)雜性,水聲探測(cè)仍是目前水下探測(cè)中一種較為有效的方式。研究基于前視聲吶的聲視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)對(duì)于海上防御、海上安全作業(yè)及海洋開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值和重要的戰(zhàn)略意義。本論文重點(diǎn)研究基于AUV前視聲吶的多目標(biāo)跟蹤問(wèn)題,以前視聲吶作為聲視覺(jué)傳感器研究聲吶圖像處理、目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤及數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法,主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,針對(duì)水下聲學(xué)圖像特點(diǎn)進(jìn)行前視聲吶圖像處理方法研究。通過(guò)軟件編程獲取其回波數(shù)據(jù),采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、波束內(nèi)插獲取聲吶原始圖像;根據(jù)前視聲吶原始圖像特點(diǎn),采用均值加速的中值濾波算法、改進(jìn)的Pal-King模糊圖像增強(qiáng)進(jìn)行圖像預(yù)處理工作;利用基于模糊隸屬度函數(shù)的閾值分割算法對(duì)經(jīng)過(guò)處理的聲吶圖像進(jìn)行分割;最后采用連通區(qū)域的改進(jìn)算法對(duì)分割后的圖像進(jìn)行區(qū)域缺損連通。其次,研究水下目標(biāo)特征提取方法,利用主成分分析方法進(jìn)行水下目標(biāo)檢測(cè)方法研究�？紤]到聲吶跟蹤系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求以及水下環(huán)境的復(fù)雜性,提取聲吶圖像中常見(jiàn)的十種特征:面積、長(zhǎng)軸長(zhǎng)度、短軸長(zhǎng)度、七種不變特征矩,采用基于主成分分析的特征選... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

聲吶陣列安裝方式

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文2的跟蹤。實(shí)驗(yàn)所使用機(jī)器人為NPSARIES如圖1.1所示，其聲吶陣列安裝方式如圖1.2所示。為了證明上述系統(tǒng)所使用的障礙物檢測(cè)算法的有效性，在正式實(shí)驗(yàn)前做了仿真實(shí)驗(yàn)，圖1.3為仿真模擬的結(jié)果。圖1.4為實(shí)際實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，采集接收聲吶數(shù)據(jù)并對(duì)其聲吶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，將障礙物檢測(cè)出來(lái)并將其高度和位置信息傳給控制器，控制器完成高度調(diào)整。圖1.1NPSARIESAUV圖1.2聲吶陣列安裝方式圖1.3仿真結(jié)果圖1.4試驗(yàn)結(jié)果2008年，挪威海洋研究所的Handegard，N.O.和阿拉斯加漁業(yè)研究中心的Williams，K[6]，通過(guò)拖動(dòng)在水中的拖網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)雙頻識(shí)別聲吶（DIDSON）數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。該過(guò)程主要包括目標(biāo)檢測(cè)，多目標(biāo)跟蹤以及從跟蹤數(shù)據(jù)中提取行為信息，如：目標(biāo)速度和方向等參數(shù)，該過(guò)程具體如圖1.5所示。在圖（d）中，藍(lán)線表示實(shí)時(shí)軌跡，黃色“+”符號(hào)表示檢測(cè)到的目標(biāo)，綠色和紅色圓圈表示波門，綠色“+”和紅色“+”表示前一上一時(shí)刻的預(yù)測(cè)，綠色表示預(yù)測(cè)和實(shí)際量測(cè)之間成功關(guān)聯(lián)，紅色則表示二者未能成功關(guān)聯(lián)。（a）原始聲吶圖像（b）濾波后圖像

試驗(yàn)結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于特定特征識(shí)別的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊陽(yáng).  現(xiàn)代電子技術(shù). 2017(02)
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[4]基于馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)的非監(jiān)督聲吶圖像分割方法[J]. 葉秀芬,張?jiān)?  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
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博士論文
[1]多功能自主式水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 李岳明.哈爾濱工程大學(xué) 2013

碩士論文
[1]單波束掃描成像聲吶的數(shù)據(jù)處理及其DSP實(shí)現(xiàn)[D]. 趙帥.中國(guó)海洋大學(xué) 2010
[2]水下智能機(jī)器人聲視覺(jué)成像可視化技術(shù)研究[D]. 袁連喜.哈爾濱工程大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3578863