[發明專利]一種水下環境探測的方法

在審

• 申請號: 202210340600.7
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114627160A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 胡偉凡;熊勇;趙花梅;王斌;黎其源;王敏輝;林明輝;游倩
• 申請（專利權）人: 江南工業集團有限公司
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T5/00;G06V20/05
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 易娜

本發明涉及水下路徑探測的技術領域，公開了一種水下環境探測的方法，包括：采集水下環境圖像，并利用水下圖像增強算法對采集的水下環境圖像進行增強處理；對增強后的水下環境圖像進行二值化處理，生成水下柵格地圖圖像；利用D*算法在水下柵格地圖圖像中進行路徑規劃，確定水下路徑探測裝置在水下探測的行駛軌跡點；對水下環境探測裝置的行駛軌跡點進行優化，得到水下環境探測裝置的避障路徑軌跡，并標記在行駛過程中探測到的水下障礙。本發明所述方法通過實現水下環境柵格地圖的生成，從而利用D*算法在水下柵格地圖圖像中實現路徑規劃。

技術領域

本發明涉及水下路徑探測的技術領域，尤其涉及一種水下環境探測的方法。

背景技術

路徑規劃是智能控制中的研究熱點之一，已經取得一系列的研究成果，但是在自主航行系統中的應用還有許多不足。主要原因是無人潛航器具有體積較大和高度欠驅動的特性，直接將無人潛航器示為質點規劃路徑，不能保證路徑的安全性。

同時傳統水下無人潛航器在水下探測過程中，存在導航路徑與障礙物貼合太緊，容易出現碰撞造成設備損壞，以及存在路徑發現算法更新速度過慢的問題。針對上述問題，本專利提出一種水下環境探測的路徑探測方法。

發明內容

本發明提供一種水下環境探測的方法，目的在于(1)實現水下環境柵格地圖的生成；(2)利用D*算法在水下柵格地圖圖像中實現無人潛航器路徑規劃。

實現上述目的，本發明提供的一種水下環境探測的方法，包括以下步驟：

S1：采集水下環境圖像，并利用水下圖像增強算法對采集的水下環境圖像進行增強處理；

S2：對增強后的水下環境圖像進行二值化處理，生成水下柵格地圖圖像；

S3：利用D*算法在水下柵格地圖圖像中進行路徑規劃，確定水下環境探測裝置在水下的行駛軌跡點；

S4：對水下環境探測裝置的行駛軌跡點進行優化，得到水下環境探測裝置的避障路徑軌跡，水下環境探測裝置并標記在行駛過程中探測到的水下障礙。

作為本發明的進一步改進方法：

所述S1步驟中利用水下圖像增強算法對水下環境圖像進行增強處理，包括：

所述水下圖像增強算法流程為：

1)提取水下環境圖像的光照分量：

其中：

I(s,t)表示水下環境圖像中像素(s,t)的像素值；

I_G(i,j)表示水下環境圖像中像素(i,j)的光照分量值；

表示核函數；

b表示距離參數，將其設置為2；

c表示亮度參數，將其設置為0.2；

2)提取水下環境圖像的亮度值：

I_V(i,j)＝max{R(i,j),G(i,j),B(i,j)}

其中：

R(i,j),G(i,j),B(i,j)表示水下環境圖像中像素(i,j)分別在RGB顏色通道上的顏色值；

I_V(i,j)表示水下環境圖像中像素(i,j)的亮度值；

3)計算水下環境圖像中不同像素的伽馬增強系數值：

其中：