[發(fā)明專利]用于深海探測的六維精準成像、識別和定位技術及方法

在審

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• 申請日: 2021-01-16
• 公開（公告）號: CN112799151A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 劉躍進;宋建軍
• 申請（專利權）人: 蓓偉機器人科技（上海）有限公司;威泊（上海）新能源科技股份有限公司
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供用于深海探測的六維精準成像、識別和定位技術及方法，涉及深海探測技術領域。該用于深海探測的六維精準成像、識別和定位技術及方法，包括多傳感器信息融合成像的六維精準成像技術模塊、目標識別跟蹤定位技術模塊、高精度水下導航定位模塊、運動控制及智能決策模塊以及對外傳輸通信模塊；所述多傳感器信息融合成像的六維精準成像技術模塊由激光探測器、聲學探測器、紅外探測器以及攝像頭組成。在實現(xiàn)深水多維成像、水下精準導航定位、水下機器人精準運動控制等功能的基礎上，實現(xiàn)了具有泛化性和魯棒性的自主識別、定位及跟蹤功能，提高了水下機器人的自主化和智能化，同時也實現(xiàn)了深水高精度導航定位，值得大力推廣。

技術領域

本發(fā)明涉及深海探測技術領域，具體為用于深海探測的六維精準成像、識別和定位技術及方法。

背景技術

目前深海探測技術領域高速發(fā)展，各種探測方法及相關技術受到了學術界及工程界的高度重視，取得了一定的成就。深海探測技術深特指在深海領域通過傳感或取樣手段獲取海洋或海底特定地區(qū)單一時刻數(shù)據(jù)的技術，主要包括深海運載器探測技術、深海傳感探測技術、深海取樣探測技術等主要研究方向。深海探測技術正在朝著體系化、協(xié)同化、智能化的方向發(fā)展，隨著人工智能技術的不斷進步，智能化的發(fā)展方向也備受關注。未來人工智能技術將會在探測目標的識別和提取、探測裝備的故障診斷和容錯控制、深海環(huán)境的高效感知等方面發(fā)揮作用，推動深海探測技術的全面智能化。在深海傳感探測技術方面，聲學成像技術已經(jīng)應用于工程領域，一定程度上提高了深水探測能力，但該成像技術本身在成像質(zhì)量、圖像可辨識度、小目標探測等方面存也在一些局限性，限制了其發(fā)展。激光探測具有足夠的空間分辨率，能夠分辨目標的尺寸和形狀，因而是有效的探測水下目標并進行分類的工具。激光成像技術也存在一些局限性，制約了該探測技術的使用。如果能夠克服多傳感器信息融合的技術難題，將兩種探測方法的圖像信息進行深度融合，二者可以互相補充，實現(xiàn)不同距離、不同水深和不同環(huán)境條件下，對水下目標進行全方位探測的目的。

目前用于深海探測的成像、識別和定位技術及方法存在探測手段單一、探測能力有限、成像精度與維度不足、導航定位精度不足、無法實現(xiàn)復雜的多傳感器信息融合、自主識別定位能力不足等問題，由于目前技術及方法存在這樣一些缺陷，導致水下自主機器人自治化程度受到限制，無法完成復雜的水下任務；另外由于目前深海探測的成像、識別和定位技術及方法存在的問題，導致用于深水復雜探測與作業(yè)的非自主遙控機器人的發(fā)展也在一定程度上受到了限制，為此，我們研發(fā)出了新的用于深海探測的六維精準成像、識別和定位技術及方法。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術問題

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了用于深海探測的六維精準成像、識別和定位技術及方法，解決了目前用于深海探測的成像、識別和定位技術及方法存在探測手段單一、探測能力有限、成像精度與維度不足、導航定位精度不足、無法實現(xiàn)復雜的多傳感器信息融合、自主識別定位能力不足的問題。

(二)技術方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：用于深海探測的六維精準成像、識別和定位技術，包括多傳感器信息融合成像的六維精準成像技術模塊、目標識別跟蹤定位技術模塊、高精度水下導航定位模塊、運動控制及智能決策模塊以及對外傳輸通信模塊。

優(yōu)選的，所述多傳感器信息融合成像的六維精準成像技術模塊由激光探測器、聲學探測器、紅外探測器以及攝像頭組成。

優(yōu)選的，所述目標識別跟蹤定位技術模塊由目標識別系統(tǒng)、目標跟蹤系統(tǒng)以及立體視覺系統(tǒng)組成。

優(yōu)選的，所述高精度水下導航定位模塊包括慣性導航系統(tǒng)、水聲通訊定位系統(tǒng)以及多信息融合水下建圖系統(tǒng)。

用于深海探測的六維精準成像、識別和定位技術方法，包括以下具體內(nèi)容：