原文传递
AUV前视声纳成像与扫描匹配方法研究
| 论文题名： | AUV前视声纳成像与扫描匹配方法研究 |
| 关键词： | 自主式水下机器人;前视声纳成像;扫描匹配;概率迭代最近点算法 |
| 摘要： | 对水下机器人技术的研究程度和应用水平是衡量一个国家在海洋开发利用方面综合实力的重要依据。在复杂的水下环境中,自主式水下机器人(AUV)要实现高层次的自治,首先必须具备独立的视觉系统与自定位系统。声纳传感器在水下与其他设备相比有无可比拟的优越性,因此成为构建AUV“声视觉”系统的重要组成部分。 本文首先针对所使用的852型前视成像声纳重点介绍其工作原理和回波信息,包括具体参数和数据格式等。在充分了解这些信息后介绍回波数据从采集、解析到可视化的详细流程。 其次,在对原始声学图像处理方面,首先分析图像存在的主要问题,即包含噪声较多和会因漂移产生畸变。针对高噪声的特点本文采取直接处理单个波束数据的方法最大限度保留信息完整,然后通过二值化等图像增强手段降低背景噪声,结合边缘检测技术对满足阈值要求的数据点进行筛选,最后得到清晰准确的轮廓图像。 然后,为了减小图像畸变对后续扫描匹配的影响,本文尝试在声纳成像过程中引入航位推算技术。利用卡尔曼滤波不断更新DVL和AHRS等设备提供的位姿变换估值,以提高对AUV航迹估测的准确性,并在传统声纳成像方法中将机器人位移纳入考虑,最终得到畸变较低的扫描图像方便后续配准。 最后详细介绍了扫描匹配中应用最广泛的ICP算法原理及特性,本文使用的概率迭代最近点算法也是ICP算法在统计学上的扩展。讨论算法在AUV领域适用性后论述算法流程与迭代步骤,并对标准数据集进行仿真,从时间耗费和误差等方面验证算法可行性。 |
| 作者： | 朱治丞 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 魏志强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
