一种基于图像处理和卡尔曼滤波的水下管线定位跟踪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像处理和卡尔曼滤波的水下管线定位跟踪方法，解决了水下管线检测工作环境差、检测成本高，效率低下的弊端，其技术方案要点是通过色调修正方法增加前景和背景的区别度；再采用基于HSV的颜色空间模型，目标颜色分量作为处理区域查询表构建前景区域搜索框；搜索框内包含了目标像素点构成的连通域，建立目标追踪点确立机制；最后构建卡尔曼滤波器，对获得的目标追踪点状态矩阵进行处理，本发明专利技术的一种基于图像处理和卡尔曼滤波的水下管线定位跟踪方法，简单有效，计算量小，更加的实时和准确。更加的实时和准确。更加的实时和准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理和卡尔曼滤波的水下管线定位跟踪方法


[0001]本专利技术涉及水下管线检测技术，特别涉及一种基于图像处理和卡尔曼滤波的水下管线定位跟踪方法。

技术介绍

[0002]水下管线常被建造来满足能源与通讯传输的需求，包括供水管、油气输运管道以及光电缆等多种管线形式。水下管线，特别是海底管线在设计的使用期限内，一般按最高标准设计和建造。但在这期间，由于受到设计、制造工艺、施工和服役环境的影响，不可避免地存在损伤和损坏。尤其是在强烈的水动力因素、不稳定的海底条件以及外界人为因素作用下，一旦发生管道破损油气泄漏、光电缆断裂通讯中断等事故，后果将十分严重。按照现行的国内外海底管道系统规范要求和国际惯例，要对海底管道作定期检查(年度检查)和特别检查，以保证管道安全运行和延长使用期限。
[0003]但目前的水下管线检测工作环境差、检测成本高，检测难度大，亟需简单有效的管线定位跟踪技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于图像处理和卡尔曼滤波的水下管线定位跟踪方法，简单有效，计算量小，更加的实时和准确。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理和卡尔曼滤波的水下管线定位跟踪方法，其特征是，包括有以下步骤：S1、通过色调修正法增强前景和背景的区别度，进行水下图像恢复；S2、采用基于HSV的颜色空间模型，将目标颜色分量作为处理区域查询表构建前景区域搜索框，建立目标跟踪点确立机制，确定目标跟踪点；S3、构建卡尔曼滤波器，对获得的目标跟踪点状态矩阵进行处理，对运动目标下一帧可能出现的位置进行预测，定位水下管线位置。2.根据权利要求1所述的基于图像处理和卡尔曼滤波的水下管线定位跟踪方法，其特征是，步骤S1具体包括有：S11、对输入的原始图像计算平均傅里叶频率，根据傅里叶变换计算获得图像范围内的偏离色调；S12、从原始图像中减去偏离色调，获取色彩平衡图像；S13、对输出的色彩平衡图像进行处理，利用线性直方图拉伸恢复正确的色调强度范围。3.根据权利要求2所述的基于图像处理和卡尔曼滤波的水下管线定位跟踪方法，其特征是，通过傅里叶变换计算获得偏离色调具体为：S111、输入原始图像I，三通道图为I
k
,k∈{R,G,B}，输出为色调图像T
k
；S112、计算输入三通道分量的傅里叶频率其中，代表傅立叶变换；S113、计算平均频率：avgFI
←
(FI
R
+FI
G
+FI
B
)/3；S114、确定最大频率滤波器：Filt
←
[avgFI＝＝max(avgFI)]；S115、输入图像应用最大频率滤波器：FT
k
←
FI
k
*Filt；S116、计算色调的强度：其中，代表傅立叶反变换。4.根据权利要求1所述的基于图像处理和卡尔曼滤波的水下管线定位跟踪方法，其特征是，目标跟踪点的确定具体为：在HSV颜色空间下分割前景，根据色调修正后图像对应水下管线在HSV和RGB空间的范围，将目标颜色分量作为处理区域查询表，将目标区域边界的像素点构建成预搜索框；确定搜索窗口的窗口中心、大小及像素质心，根据设置的阈值条件确定目标跟踪点。5.根据权利要求4所述的基于图像处理和卡尔曼滤波的水下管线定位跟踪方法，其特征是，目标跟踪点确立机制的建立具体为：利用hough直线检测，找出构成管线左右两条边界线的集合，l
l
{(u
l1
,v
l1
),(u
l2
,v
l2
),
……
(u
ln
,v
ln
)}，l
r
{(u
r1
,v
r1
),(u
r2
,v
r2
),
……
(u
rn
,v
rn
)}；定义矩阵target 1,大小为[m,1]，对目标的像素点进行y方向上的标记，标记后的最大位置和最小位置分别为u
max
’
和u

【专利技术属性】
技术研发人员：郭雨薇，刘俊，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：