基于單目視覺(jué)的水下目標(biāo)識(shí)別與定位技術(shù)研究.pdf

1、水下機(jī)器人作為在復(fù)雜海洋環(huán)境下工作的載體，良好的環(huán)境感知能力是提高其安全性和智能化水平的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。機(jī)器視覺(jué)具有豐富的感知信息，對(duì)于水下機(jī)器人作業(yè)及近距離信息感知具有重要作用。針對(duì)特殊的海洋環(huán)境，研究水下機(jī)器人視覺(jué)處理技術(shù)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 本文主要研究水下目標(biāo)的識(shí)別和定位技術(shù)，在查閱和研究國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，主要對(duì)水下圖像增強(qiáng)方法、水下圖像分割技術(shù)、水下目標(biāo)識(shí)別及定位方法等具體問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)的研究工

2、作。 針對(duì)水下圖像模糊問(wèn)題，提出一種基于最小交叉熵的模糊增強(qiáng)方法，該方法定義了一種新模糊增強(qiáng)隸屬度函數(shù)，該隸屬度函數(shù)在反變換時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)無(wú)解的情況，則保證了增強(qiáng)處理后灰度信息的完整性。而且函數(shù)曲線形狀呈S型，通過(guò)少量迭代次數(shù)就能達(dá)到預(yù)期增強(qiáng)效果。該方法還結(jié)合最小交叉熵分割準(zhǔn)則自適應(yīng)確定臨界點(diǎn)閾值，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的圖像自適應(yīng)模糊增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法有效增強(qiáng)了模糊圖像的對(duì)比度，效果優(yōu)于傳統(tǒng)的增強(qiáng)方法。 針對(duì)水下圖像光照不均問(wèn)

3、題，提出了一種結(jié)合色調(diào)值動(dòng)態(tài)線性變換的矩不變圖像分割方法。此方法根據(jù)色調(diào)值確定動(dòng)態(tài)線性灰度變換的變換參數(shù)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)線性灰度變換，增強(qiáng)目標(biāo)部分，削弱受光照影響的背景部分，利用矩不變分割算法剔除受光照影響的背景部分。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了此方法對(duì)光照不均勻情況下對(duì)水下圖像目標(biāo)物分割的有效性。 本文在Hu氏不變矩的基礎(chǔ)上，重新構(gòu)造了6個(gè)具有平移、比例、旋轉(zhuǎn)不變性的特征不變矩，改進(jìn)了Hu氏不變矩的比例不變性。以本文構(gòu)造的6個(gè)特征不變矩為基礎(chǔ)