[發明專利]一種針對水下障礙物的檢測定位方法和系統

有效

• 申請號: 201210346988.8
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102879786A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李敏;翁立元;王相存;季后維
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01S15/06
• 分類號: G01S15/06;G01S15/93
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種針對水下障礙物的檢測定位方法，其特征在于，檢測定位步驟是：

a.將多波束圖像聲納（2）安裝在AUV（1）上，聲納頭的方向與水平面呈0~3度的夾角；計算機（6）放置在岸上，并通過網絡網線（5）、POE單口供電器（4）和聲納電纜（3）連接多波束圖像聲納（2）；

b.啟動計算機（6）和多波束圖像聲納（2），檢查各項數據通訊是否正常；

c.根據多波束圖像聲納（2）回波信號的強度將聲納信息恢復為聲納的灰度圖像；

d.通過中值濾波降低當前聲納圖像的噪聲，提高圖像質量；

e.對步驟d獲得的圖像，運用OTSU方法將障礙物與背景分離，并根據所得最佳閾值對場景圖像中的每個像素點做二值化處理；

f.根據步驟e得到二值圖像獲取障礙物輪廓，獲得輪廓后，計算輪廓內面積來表示障礙物大小，計算輪廓的最小外接矩形形心的位置來表示障礙物的位置;

g.重復步驟c~步驟f，即實現了水下障礙物的檢測定位。

2.根據權利要求1所述的一種針對水下障礙物的檢測定位方法，其特征在于，步驟e中所述OTSU方法的具體含義為：分割閾值T根據圖像的灰度特性將圖像分為背景類C₀和障礙物類C₁，其類間方差的定義為：????????????????????????????????????????????????；

其中，和分別為背景類C₀和障礙物類C₁出現的概率，和分別為背景類C₀和障礙物類C₁的均值，μ是整幅圖像的平均灰度，使最大的閾值即為最佳閾值T。

3.根據權利要求1所述的一種針對水下障礙物的檢測定位方法，其特征在于，步驟f中所述障礙物輪廓的獲取采用Moore?Neighbor輪廓跟蹤方法，其步驟為：

a)從二值圖像左下角開始，依次判斷每個像素點是否為白色，將第一個找到的白色像素點作為“起始點”；

b)從“起始點”開始，在其8領域內以前一個黑色像素點的位置為方向順時針查找白色像素點，將第一個找到的白色像素點作為起點；

c)從起點開始，在其8領域內以前一個黑色像素點的位置為方向順時針查找白色像素點；

d)將第一個找到的白色像素點作為下次查找的起點；

e)重復步驟c）~d）直到再次查找到“起始點”的位置，這期間走過的所有白色像素點即為障礙物的輪廓。

4.一種針對水下障礙物的檢測定位系統，應用于根據權利要求1所述的水下障礙物的檢測定位方法，包括多波束圖像聲納（2）和計算機（6），其特征在于，多波束圖像聲納（2）固定安裝在AUV（1）上，并通過聲納電纜（3）連接到POE單口供電器（4）上，計算機（6）通過網絡網線（5）連接到POE單口供電器（4）上，POE單口供電器（4）由110-240V電源供電。

5.根據權利要求4所述的一種針對水下障礙物的檢測定位系統，其特征在于，所述的多波束圖像聲納（2）采用Blueview公司的P450E型多波束圖像聲納。