基于視覺與接近覺的水下多目標(biāo)定位技術(shù)研究.pdf

1、對于水下作業(yè)技術(shù),特別是自主作業(yè)而言,水下多目標(biāo)的識別和定位顯得尤為重要。為了提高水下運載工具對水下多個目標(biāo)的辨識能力和定位能力,增強運載工具的作業(yè)能力和安全性能,本文針對接近覺、視覺傳感器的目標(biāo)探測技術(shù),以及多傳感器信息的集成技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　首先,以開架式微型水下機器人為搭載工具,建立水下多目標(biāo)定位作業(yè)平臺。通過理論分析、仿真及水池試驗建立其水下動力學(xué)模型,為試驗平臺在目標(biāo)定位時的準(zhǔn)確運動提供支持。
　　然后,建立了

2、水下接近覺的多目標(biāo)定位系統(tǒng)。系統(tǒng)分析了水下接近覺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;相較于國內(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,通過區(qū)間定位和角度精確定位的仿真實驗驗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,建立了水下視覺的多目標(biāo)定位系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了水下視覺系統(tǒng)的工作原理及組成,分析光視覺和聲視覺的目標(biāo)特征提取方法,完成對二維聲納系統(tǒng)和光視覺的信

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)間組成視覺傳感器子網(wǎng)絡(luò);簡化每個子網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)的泛化能力,對于不在訓(xùn)練樣本空間的輸入也能獲得足夠精度的輸出。同時,通過不斷添加子神經(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)。對接近覺和視覺的輸出信息進(jìn)行關(guān)聯(lián),并通過具有自學(xué)習(xí)能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對兩種異質(zhì)傳感器的輸出進(jìn)行融合。對接近覺而言,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,對視覺