[發(fā)明專(zhuān)利]一種機(jī)器魚(yú)及其水下目標(biāo)跟蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611144034.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106741762B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B63G8/00
• 分類(lèi)號(hào): B63G8/00;B63H1/36;G05D1/06
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 周明飛

1.一種機(jī)器魚(yú)的水下目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于，

使用一種機(jī)器魚(yú)，其包括：

魚(yú)頭，其設(shè)置成后端開(kāi)口的中空狀；所述魚(yú)頭前端設(shè)置有圖像采集裝置；

魚(yú)身骨架，其前端鉸接在所述魚(yú)頭的后端，使所述魚(yú)頭能夠相對(duì)于魚(yú)身骨架繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)；

魚(yú)尾，其鉸接在所述魚(yú)身骨架的后端，使所述魚(yú)尾能夠相對(duì)于魚(yú)身骨架繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)；

驅(qū)動(dòng)裝置，其設(shè)置在所述魚(yú)頭與魚(yú)身骨架鉸接處，以驅(qū)動(dòng)所述魚(yú)頭相對(duì)于魚(yú)身骨架繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)；所述驅(qū)動(dòng)裝置還設(shè)置在魚(yú)身骨架和魚(yú)尾的鉸接處，以驅(qū)動(dòng)所述魚(yú)尾相對(duì)于魚(yú)身骨架繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)；

魚(yú)皮，其套合在所述魚(yú)身骨架外側(cè)，所述魚(yú)皮的前端與魚(yú)頭的后端密封連接，所述魚(yú)皮的后端與魚(yú)尾的前端密封連接；所述魚(yú)皮采用彈性材料制成；

所述魚(yú)頭前端外形呈回轉(zhuǎn)體形狀，并且所述回轉(zhuǎn)體的母線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

其中，a為機(jī)器魚(yú)總長(zhǎng)度，b為機(jī)械魚(yú)最寬處的寬度，c為機(jī)械魚(yú)的總質(zhì)量，d為魚(yú)頭的質(zhì)量；

并包括如下步驟：

步驟一、獲取目標(biāo)標(biāo)志物的圖像；

步驟二、對(duì)目標(biāo)標(biāo)志物圖像進(jìn)行顏色識(shí)別，獲取HSV顏色空間中的Hue色度分量，計(jì)算目標(biāo)標(biāo)志物圖像的顏色直方圖

式中，C為歸一化系數(shù)，k為核函數(shù)，n為樣本點(diǎn)數(shù)，b()函數(shù)表示像素屬于哪個(gè)直方圖區(qū)間，u為直方圖的顏色索引；δ()函數(shù)判別像素處灰度值是否屬于直方圖第u個(gè)單元；

步驟三、計(jì)算每一個(gè)像素點(diǎn)的權(quán)重，用到該像素點(diǎn)的顏色在目標(biāo)標(biāo)志物圖像中的概率密度，

其中m為直方圖單元數(shù)；

步驟四、使用機(jī)器魚(yú)前端的圖像采集裝置采集前方視頻圖像，計(jì)算出視頻圖像的顏色直方圖，然后與目標(biāo)標(biāo)志物圖像的顏色直方圖進(jìn)行比對(duì)，相似度大于設(shè)定的閾值，則識(shí)別到目標(biāo)標(biāo)志物；

步驟五、通過(guò)計(jì)算圖像區(qū)域的0階距M₀₀和1階距M₀₁M₁₀進(jìn)行目標(biāo)標(biāo)志物具體位置搜索

步驟六、調(diào)整搜索區(qū)域的大小移動(dòng)到標(biāo)志目標(biāo)標(biāo)志物的中心位置，從而計(jì)算出目標(biāo)標(biāo)志物的位置(x_c,y_c)