基于視覺(jué)與接近覺(jué)的水下多目標(biāo)定位技術(shù)研究.pdf

1、對(duì)于水下作業(yè)技術(shù),特別是自主作業(yè)而言,水下多目標(biāo)的識(shí)別和定位顯得尤為重要。為了提高水下運(yùn)載工具對(duì)水下多個(gè)目標(biāo)的辨識(shí)能力和定位能力,增強(qiáng)運(yùn)載工具的作業(yè)能力和安全性能,本文針對(duì)接近覺(jué)、視覺(jué)傳感器的目標(biāo)探測(cè)技術(shù),以及多傳感器信息的集成技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　首先,以開(kāi)架式微型水下機(jī)器人為搭載工具,建立水下多目標(biāo)定位作業(yè)平臺(tái)。通過(guò)理論分析、仿真及水池試驗(yàn)建立其水下動(dòng)力學(xué)模型,為試驗(yàn)平臺(tái)在目標(biāo)定位時(shí)的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)提供支持。
　　然后,建立了

2、水下接近覺(jué)的多目標(biāo)定位系統(tǒng)。系統(tǒng)分析了水下接近覺(jué)傳感器的的工作原理及組成,完成了基于該傳感器下的水下目標(biāo)定位算法設(shè)計(jì);相較于國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的超聲傳感器體系,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法,通過(guò)區(qū)間定位和角度精確定位的仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所采用方法的有效性及定位精度,并給出理想條件下定位目標(biāo)數(shù)目的最大值。
　　其次,建立了水下視覺(jué)的多目標(biāo)定位系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了水下視覺(jué)系統(tǒng)的工作原理及組成,分析光視覺(jué)和聲視覺(jué)的目標(biāo)特征提取方法,完成對(duì)二維聲納系統(tǒng)和光視覺(jué)的信

3、息融合。依據(jù)目標(biāo)的不同形狀和目標(biāo)在圖像所處的位置區(qū)間組成視覺(jué)傳感器子網(wǎng)絡(luò);簡(jiǎn)化每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)的泛化能力,對(duì)于不在訓(xùn)練樣本空間的輸入也能獲得足夠精度的輸出。同時(shí),通過(guò)不斷添加子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),逐步完善系統(tǒng),提高目標(biāo)定位能力。
　　最后,建立水下多目標(biāo)信息融合控制系統(tǒng)。對(duì)接近覺(jué)和視覺(jué)的輸出信息進(jìn)行關(guān)聯(lián),并通過(guò)具有自學(xué)習(xí)能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)兩種異質(zhì)傳感器的輸出進(jìn)行融合。對(duì)接近覺(jué)而言,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定位方法能夠提供精確的角度信息,對(duì)視覺(jué)