一种基于图像识别技术的无人船避障系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于图像识别技术的无人船避障系统，包括一图像获取模块、图像过滤模块、图像识别模块和控制模块；图像获取模块用于获取无人船前进方向的图像；图像过滤模块用于判断无人船前进方向的图像是否符合预设的过滤条件；图像识别模块用于对图像过滤模块传输过来的无人船前进方向的图像进行图像识别处理，判断无人船前进方向的图像中是否包含障碍物，若是，则计算障碍物与无人船之间的位置关系；控制模块用于根据所述位置关系对无人船进行控制。本发明专利技术有利于避免低质量的图像进入到后续的图像识别过程中，有利于提高对障碍物的识别结果的准确性，避免由于图像处理作无效的运算导致缩短无人船对障碍物的反应时间。效的运算导致缩短无人船对障碍物的反应时间。效的运算导致缩短无人船对障碍物的反应时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别技术的无人船避障系统


[0001]本专利技术涉及无人船控制领域，尤其涉及一种基于图像识别技术的无人船避障系统。

技术介绍

[0002]无人船是一种可以无需遥控，借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人，英文缩写为USV。由于缺少了人的遥控操作，因此无人船需要自己识别障碍物，并根据障碍物作出相应的规避动作。
[0003]现有技术中，通过图像识别的方式来进行避障时，一般都是获取水面图像，然后直接便进行识别，缺少对图像的筛选过程，因此，当一些低质量的图像进入到后续的图像识别过程中时，不仅不能获得正确的识别结果，而且还缩短了无人船对障碍物的反应时间。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于公开一种基于图像识别技术的无人船避障系统，解决现有技术中直接获取水面图像进行识别，缺少对图像的筛选过程造成的不能获得正确的识别结果，以及缩短了无人船对障碍物的反应时间的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于图像识别技术的无人船避障系统，包括图像获取模块、图像过滤模块、图像识别模块和控制模块；
[0007]图像获取模块用于获取无人船前进方向的图像；
[0008]图像过滤模块用于判断无人船前进方向的图像是否符合预设的过滤条件，若是，则将无人船前进方向的图像传输至图像识别模块，若否，则向图像获取模块发出重新获取无人船前进方向的图像的指令；
[0009]图像识别模块用于对图像过滤模块传输过来的无人船前进方向的图像进行图像识别处理，判断无人船前进方向的图像中是否包含障碍物，若是，则计算障碍物与无人船之间的位置关系；
[0010]控制模块用于根据所述位置关系对无人船进行控制。
[0011]优选地，所述图像获取模块包括防抖云台和摄像机；
[0012]摄像机安装在防抖云台上；
[0013]防抖支架的底部与无人船的船身固定连接。
[0014]优选地，所述判断无人船前进方向的图像是否符合预设的过滤条件，包括：
[0015]计算无人船前进方向的图像的过滤系数：
[0016][0017]其中，thridx表示无人船前进方向的图像的过滤系数，α和β分别表示预设的权重系数，U表示无人船前进方向的图像中的所有像素点的集合，nfU表示U中包含的元素的总数，sofst表示预设的像素值差异参考值，L(i)表示U中的像素点i在亮度分量图像中的像素值，blordf表示U中的边缘像素点的梯度幅值的方差，blordfst表示预设的方差参考值，
[0018]若thridx小于预设的过滤系数阈值，则睡眠图像不符合预设的过滤条件，若thridx大于等于预设的过滤系数阈值，则睡眠图像符合预设的过滤条件。
[0019]优选地，所述图像获取模块还用于在接收到所述重新获取无人船前进方向的图像的指令后，执行所述重新获取无人船前进方向的图像的指令。
[0020]优选地，所述对图像过滤模块传输过来的无人船前进方向的图像进行图像识别处理，判断无人船前进方向的图像中是否包含障碍物，包括：
[0021]对所述无人船前进方向的图像进行海天线识别，获得水面图像；
[0022]对水面图像进行调节处理，获得调节图像；
[0023]对调节图像进行图像分割处理，获得前景图像；
[0024]对前景图像进行连通域检测，获得前景图像中包含像素点最多的连通域Θ；
[0025]若连通域Θ大于预设的像素点的数量阈值，则表示所述水面图像中包含障碍物，若连通域Θ包含的像素点的数量小于等于预设的像素点的数量阈值，则表示所述水面图像中不包含障碍物。
[0026]优选地，所述计算障碍物与无人船之间的位置关系，包括：
[0027]以水面图像左下角为坐标原点建立直角坐标系；
[0028]获取连通域Θ所包含的所有像素点的平均坐标(x
ave,lt
,y
ave,lt
)；
[0029]将水面图像的所有像素点的平均坐标记为(x
ave,wp
,y
ave,wp
)；
[0030]若
‑
thrdis≤x
ave,lt
‑
x
ave,wp
≤thrdis，则表示障碍物处于无人船的正前方，若x
ave,lt
‑
x
ave,wp
＜
‑
thrdis，则表示障碍物处于无人船的左前方，若thrdis＜x
ave,lt
‑
x
ave,wp
，则表示障碍物处于无人船的右前方，thrdis表示预设距离阈值。
[0031]优选地，所述根据所述位置关系对无人船进行控制，包括：
[0032]计算(x
ave,lt
,y
ave,lt
)和(x
ave,wp
,y
ave,wp
)之间的距离dist；
[0033]若障碍物处于无人船的正前方，则将无人船的方向舵转动度，δ表示预设的控制系数。
[0034]本专利技术在对水面图像进行图像识别之前，通过图像过滤模块判断水面图像是否符合过滤条件，然后再将符合过滤条件的水面图像输入到图像识别模块中进行后续的识别处理。这种设置方式，有利于避免低质量的图像进入到后续的图像识别过程中，有利于提高对障碍物的识别结果的准确性，避免由于图像处理作无效的运算导致缩短无人船对障碍物的反应时间。
附图说明
[0035]利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得
其它的附图。
[0036]图1，为本专利技术一种基于图像识别技术的无人船避障系统的一种示例性实施例图。
具体实施方式
[0037]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0038]如图1所示的一种实施例，本专利技术提供了一种基于图像识别技术的无人船避障系统，包括图像获取模块、图像过滤模块、图像识别模块和控制模块；
[0039]图像获取模块用于获取无人船前进方向的图像；
[0040]图像过滤模块用于判断无人船前进方向的图像是否符合预设的过滤条件，若是，则将无人船前进方向的图像传输至图像识别模块，若否，则向图像获取模块发出重新获取无人船前进方向的图像的指令；
[0041]图像识别模块用于对图像过滤模块传输过来的无人船前进方向的图像进行图像识别处理，判断无人船前进方向的图像中是否包含障碍物，若是，则计算障碍物与无人船之间的位置关系；
[0042]控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别技术的无人船避障系统，其特征在于，包括图像获取模块、图像过滤模块、图像识别模块和控制模块；图像获取模块用于获取无人船前进方向的图像；图像过滤模块用于判断无人船前进方向的图像是否符合预设的过滤条件，若是，则将无人船前进方向的图像传输至图像识别模块，若否，则向图像获取模块发出重新获取无人船前进方向的图像的指令；图像识别模块用于对图像过滤模块传输过来的无人船前进方向的图像进行图像识别处理，判断无人船前进方向的图像中是否包含障碍物，若是，则计算障碍物与无人船之间的位置关系；控制模块用于根据所述位置关系对无人船进行控制。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别技术的无人船避障系统，其特征在于，所述图像获取模块包括防抖云台和摄像机；摄像机安装在防抖云台上；防抖支架的底部与无人船的船身固定连接。3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别技术的无人船避障系统，其特征在于，所述判断无人船前进方向的图像是否符合预设的过滤条件，包括：计算无人船前进方向的图像的过滤系数：其中，thridx表示无人船前进方向的图像的过滤系数，α和β分别表示预设的权重系数，U表示无人船前进方向的图像中的所有像素点的集合，nfU表示U中包含的元素的总数，sofst表示预设的像素值差异参考值，L(i)表示U中的像素点i在亮度分量图像中的像素值，blordf表示U中的边缘像素点的梯度幅值的方差，blordfst表示预设的方差参考值，若thridx小于预设的过滤系数阈值，则睡眠图像不符合预设的过滤条件，若thridx大于等于预设的过滤系数阈值，则睡眠图像符合预设的过滤条件。4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别技术的无人船避障系统，其特征在于，所述图像获取模块还用于在接收到所述重新获取无人船前进方向的图像的指令后，执行所述重新获取无人船前进方向的图像的指令。5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别技术的无人船避障系统，其特征在于，所述对图像过滤模块传输过来的无人船前进方向的图像进行图像识别处理，判断无人船前进方向的图像中是否包含障碍物，包括：对所述无人船前...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟堂，韩吉，
申请(专利权)人：浙江古伽智能科技有限公司中船古伽浙江科技有限公司，
类型：发明
国别省市：