【摘要】： 本課題來(lái)源于“某型AUV”項(xiàng)目。該AUV能夠以定期巡航的方式作業(yè)，具有自動(dòng)尋找和跟蹤海底管道，觀察海底管道并監(jiān)視海底管道的運(yùn)行狀態(tài)、對(duì)將要出現(xiàn)的故障早期預(yù)警。海底管道自主檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)對(duì)水下機(jī)器人檢測(cè)和跟蹤海底管道具有很重要意義。海底管道自主檢測(cè)與識(shí)別系統(tǒng)包括：圖像采集、圖像預(yù)處理、圖像分割、特征提取和圖像識(shí)別五個(gè)部分。 首先，本文針對(duì)水下圖像特點(diǎn)，分別對(duì)基于邊緣和基于區(qū)域的圖像分割方法做出了一定的研究。本文在對(duì)海底管道圖像進(jìn)行濾波之后采用了一種快速、抗噪性強(qiáng)的邊緣檢測(cè)算法，通過(guò)與其它邊緣檢測(cè)算法對(duì)比，該算法提高了檢測(cè)速度和效果。在對(duì)基于區(qū)域的圖像分割方法研究方面，把二維直方圖和粒子群優(yōu)化算法有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，提出了一種新的分割算法。通過(guò)對(duì)水下圖像的分割表明：新算法能對(duì)圖像進(jìn)行較準(zhǔn)確的分割，并能以較少的計(jì)算代價(jià)得到最優(yōu)閾值。 最后本文嘗試建立海底管道識(shí)別系統(tǒng)。在特征進(jìn)行提取方面，本文首先計(jì)算出海底管道圖像的六個(gè)不變矩特征值。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該特征值聚類效果較好。最后把這六個(gè)不變矩特征值作為輸入在BP網(wǎng)絡(luò)分類器上進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)證明：該分類器都可以有效地將不同的模式區(qū)分開來(lái)。 綜上所述，論文分別針對(duì)圖像分割、圖像識(shí)別進(jìn)行了一定的研究，并將其應(yīng)用到海底管道圖像上，對(duì)于海底管道自主檢測(cè)與識(shí)別的深入研究具有一定的借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：P756.2
【圖文】：

2.3.1圖像采集卡及它的視頻接口我們使用的加拿大Matrox公司的coronall型圖像采集卡〔的，如圖2.2所示。它的主要的產(chǎn)品特性包括:.單色或者是合成RGB彩色圖像，隔行掃描;.三個(gè)10bitA/D轉(zhuǎn)換器;圖2.2圖像采集片示意圖.采樣頻率高達(dá)30MHz;.在8位時(shí)，信噪比為45.6dB;10位時(shí)，信噪比為50.4dB;.變?cè)鲆娴姆糯笃?.可以有6個(gè)單色和2個(gè)合成的RGB模擬輸入視頻源;.32位的PCI總線;Coronall型圖像采集卡的視頻輸入輸出連接器是DB~44型囚的，實(shí)際中用到主要的引腳如表2.1所示。由于需要的是單色的輸入，所以對(duì)于巧、44、13、14、26、42引腳，

2.4.2試驗(yàn)條件和設(shè)備我們做試驗(yàn)地點(diǎn)為哈爾濱工程大學(xué)的循環(huán)水槽，如圖2.3所示。水槽中的水都經(jīng)過(guò)過(guò)濾，所以水質(zhì)比較好，沒(méi)有明顯的懸浮物。光源有兩種，第一利，要求光線比較弱，可以直接利用太陽(yáng)光:第二種是要求光線比較強(qiáng)，l]J一以利用水槽水底的燈光。在試驗(yàn)中圖2.3哈爾濱皿程大學(xué)循環(huán)水槽

.水下‘}’V及相關(guān)設(shè)爺，用來(lái)得到水卜目標(biāo)的原始圖像。.水卜‘f丫}l川定設(shè)各，這部分自行設(shè)定。要求水卜‘}’V構(gòu)水中不可以移動(dòng)和轉(zhuǎn):力。.水下日標(biāo)固定設(shè)備，這部分自行設(shè)定，要求}」標(biāo)可以在水而的法線方向自11}引降，最大深度可以達(dá)到水卜LS米。1司時(shí)可以在繞水![ill氣勺法線方}句I‘111!轉(zhuǎn)云)J。.咚I像采集卜，使用M:、t!。XCorO。洲I型圖像采集卡，用來(lái)采集原始圖像。.}執(zhí)C轉(zhuǎn)接頭和視頻線若干。.監(jiān)視器，使用的是ME尺CUJ{Y黑白監(jiān)視器，主要用來(lái)監(jiān)視水卜日標(biāo)的圖.卷尺，用來(lái)測(cè)定攝像機(jī)到目標(biāo)的距離，目標(biāo)的上表面水}如3勺足卜離和攝像機(jī)的中心到水函!白勺距離。.錄像機(jī)和磁帶，用來(lái)得到實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 唐旭東;龐永杰;張赫;曾文靜;李曄;;基于單目視覺的水下機(jī)器人管道檢測(cè)[J];機(jī)器人;2010年05期

2 曾文靜;徐玉如;萬(wàn)磊;張鐵棟;;自主式水下機(jī)器人的光視覺管道探測(cè)跟蹤系統(tǒng)[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

3 曾文靜;張鐵棟;萬(wàn)磊;徐玉如;;基于Hough變換的水下管道檢測(cè)方法[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2012年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 唐旭東;智能水下機(jī)器人水下管道檢測(cè)與跟蹤技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

2 劉和祥;面向AUV回收控制的水下機(jī)器視覺研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2768673