水下目标的图像处理与形状识别技术的研究（可复制论文）.pdf

摘要近目标进行近距离的观察。机器人可通过摄像机获得水下图像也可利用声纳世纪是海洋的世纪。随着人们探索海洋步伐的加快,人们越来越认识到海洋必将成为人类赖以生存的物质基础,将对人类的发展和社会进步起到重要作用。其中水下机器人作为未来海洋探索开发的平台,有极其广阔的开发背景。机器人可以对海洋进行详细考察和目标搜索,一旦找到目标,还可以靠采集,因此对水下获得的图像进行分析、处理和识别,以得到水下目标物的视觉信息,便是机器人智能化的重要体现。本文的目的就是应用图像增强和图像滤波技术来实现图像的预处理,以改善图像的质量并实现对图像边缘的检测和提取,同时应用图像识别技术实现图像中的管道识别以控制和预测管道走向。本文工作分为四个部分:第一部分是计算机绘图并对其进行图像处理和目标识别;第二部分是水池试验部分,它为后续的工作提供可靠的图像数据信息;第三部分是对采集的图像进行数字化以便处理,并应用直方图修改技术和图像滤波对图像进行预处理;第四部分是图像的识别,对图像进行边缘检测和特征提取以达到图像识别的目的,应用的方法是基于形状的长宽比来识别管子,通过这一系列的处理基本上达到了要求,为今后的试验奠定了坚实的基础。关键词:图像处理;形状识别;直方图均衡;边缘检测;特征提取哈尔滨工程大学硕士学位论文
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哈尔滨工程大学学位论文原创性声明伽辏辉露呷识到本声明的法律结果由本人承担。本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意作者┳:期:日
第滦髀课题的背景及研究的目的和意义带来巨大的损失,因此世界各国都在研究海底管线自主检测维修系统。在水造价昂贵,我们希望使用价格低廉的视觉系统来完成管线识别和定位。因此海底深处现在铺设了大量的各种各样的管线,一旦管线出现故障,就会下机器人对海底管线进行检测维修的工作中,如何迅速准确地找到管线的位置对机器人的运动控制非常重要。国外现在主要使用专用的管线检测设备,说实时图像处理技术在海上监视、水下管道、海底探矿、水下目标凸道、管线、坝基裂缝等募觳庥胧侗鹬芯哂泄惴旱挠τ们熬啊对水下图像的处理包括对光学成像和声纳成像的处理,由于光学成像在水下作业中受到很大的限制,因为水体通过其中的光线的折射,吸收和卷积效应使水下图像质量非常不理想,再加上水下气泡和浮游颗粒物体的影响,尤其在混浊水中水下电视的效果更为不理想,真实环境下的水下图像一般难以辨识。所以,目前智能机器人的视觉系统主要依靠“声视觉”。并且以后的海底淹埋管线的探测也只能利用声纳成像。与传统的声纳系统不同,声视觉系统仅有声图像和声信息的获取能力,而且应该具备对图像和信息的处理、特征提取以及分类和识别的功能。智能水下机器人中“声视觉”系统的使命是:实时、准确地获取水下目标方位和距离信息,并将信息实时送到计算机网络;在多于一个目标存在时,应能识别出真正的目标,并报计算机网络,以使机器人能进行正确的导航和作业。本文的水下图像既有微型摄像机获得的光学图像,也有声纳头获取的声纳图像。对获取的水下图像进行仿真分析和处理,以达到目标识别的目的。哈尔滨工程大学硕士学位论文
数字图像处理的发展与应用当时通过海底电缆从英国伦敦到美国纽约传输了一幅照片,采用了数字压缩数字图像处理,即用计算机对图像进行处理,起源于世纪年代。技术。年美国的匝槭掖砹颂ǹ沾芭腔舱咂吆拧狈⒒氐脑虑蛘片,标志着数字图像处理技术开始得到实际应用。其后,随着计算机技术的快速发展以及卫星遥感、军事、气象、医学等学科的发展推动了数字图像处理技术的快速发展。同模拟图像处理相比,数字图像处理有很多优点。主要表现在:ǘ雀撸傧中院茫ㄓ眯浴⒘榛钚愿摺数字图像处理和计算机、多媒体、智能机器人、专家系统等技术的发展精密相关。近年来计算机识别、理解图像的技术发展很快,图像处理的目的除了直接供人观看外,还进一步发展了与计算机视觉有关的应用,如邮件自动分检、车辆自动驾驶等。下面仅罗列了一些典型应用实例,而实际应用更广。谏镆窖е械挠τ主要包括显微图像处理:允痉治觯话┫赴侗穑簧锝耐枷分析;超声图像成像、冻结、增强及伪彩色处理等。8泻教熘械挠τ军事侦察、定位、导航、指挥等应用;多光谱卫星图像分析;渔群的监测、预报:环境污染的监测等。ひ涤τ流水线零件自动监测识别:交通管制、机场监控;支票、签名、文件识别及辨伪;邮件自动分检、包裹分检识别等。鹿ò擦煊