一种基于视觉感知的无人水下航行器自主循迹方法技术

本发明专利技术公开了一种基于视觉感知的无人水下航行器自主循迹方法，包括：将拍摄到的水下图像的多维度环境特征转换到HSV颜色空间进行去背景处理、解算得到包含目标轨迹的二值化图像；采用腐蚀和膨胀处理方式对二值化图像进行去噪处理获得有效图像；搭建神经网络控制器，将预处理好的有效图像作为输入，航行器正确移动方向的标签信息作为输出从而训练优化神经网络控制器，寻求最优规划路径并将其转换为水下航行器的转弯控制指令从而获得自主视觉感知循迹运动控制方法；采用水下航行器进行实验，通过实验验证和仿真分析证明所提出的自主视觉感知循迹运动控制方法的有效性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉感知的无人水下航行器自主循迹方法
本专利技术涉及水下航行器自主循迹领域，尤其涉及一种基于视觉感知的无人水下航行器自主循迹方法。
技术介绍
中国是世界上淡水养鱼发展最早的国家之一，近年来，随着水产养殖业的迅速发展，导致了部分地区水环境的恶化。因此，大力推广水产生态养殖技术已成为当下的要务。目前，水产养殖监测方式多为系统式监测，其出现问题时无法及时查找溯源并解决问题。因此，水产养殖的无人化全覆盖监控对精准锁定解决问题、降低养殖品损耗具有显著意义。根据研究现状来看，当前水产养殖的无人化多依赖图像监控处理系统，然而在这种情况下，摄像头的成像质量易受水质影响，且主流面相水产养殖方面的水下航行器在循迹方面仍需要人为操控。
技术实现思路
根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种基于视觉感知的无人水下航行器自主循迹方法，具体包括如下步骤：将拍摄到的水下图像的多维度环境特征转换到HSV颜色空间进行去背景处理、解算得到包含目标轨迹的二值化图像；采用腐蚀和膨胀处理方式对二值化图像进行去噪处理获得有效图像；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉感知的无人水下航行器自主循迹方法，其特征在于包括：/n将拍摄到的水下图像的多维度环境特征转换到HSV颜色空间进行去背景处理、解算得到包含目标轨迹的二值化图像；/n采用腐蚀和膨胀处理方式对二值化图像进行去噪处理获得有效图像；/n搭建神经网络控制器，将预处理好的有效图像作为输入，航行器正确移动方向的标签信息作为输出从而训练优化神经网络控制器，寻求最优规划路径并将其转换为水下航行器的转弯控制指令从而获得自主视觉感知循迹运动控制方法；/n采用水下航行器进行实验，通过实验验证和仿真分析证明所提出的自主视觉感知循迹运动控制方法的有效性和稳定性。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉感知的无人水下航行器自主循迹方法，其特征在于包括：
将拍摄到的水下图像的多维度环境特征转换到HSV颜色空间进行去背景处理、解算得到包含目标轨迹的二值化图像；
采用腐蚀和膨胀处理方式对二值化图像进行去噪处理获得有效图像；
搭建神经网络控制器，将预处理好的有效图像作为输入，航行器正确移动方向的标签信息作为输出从而训练优化神经网络控制器，寻求最优规划路径并将其转换为水下航行器的转弯控制指令从而获得自主视觉感知循迹运动控制方法；
采用水下航行器进行实验，通过实验验证和仿真分析证明所提出的自主视觉感知循迹运动控制方法的有效性和稳定性。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于：将拍摄到的水下图像中的多维度环境特征转换到HSV颜色空间进行去背景处理得到HSV图像：
设(r,g,b)分别是水下图像一个颜色的红、绿和蓝坐标，设max为(r,g,b)中的最大者，设min为(r,g,b)中的最小者，计算在HSV空间中的(h,s,v)值，其中h∈[0,360)为角度的色相角，s,v∈[0,1)为饱和度和亮度；
对HSV图像分别设置对应轨迹颜色上限阈值和下限阈值，经过上下限滤波得到HSV的三个单通道图像，通过运算、合并以及解算过程得到包含目标轨迹的二值化图像。


3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦呈，朱鹏莅，董张伟，姚书翰，刘厶源，庄绪州，姜涛，陈瀚，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21