无人艇水面目标光视觉检测与跟踪技术研究
发布时间：2021-01-12 23:23
辽阔的海域不仅蕴含丰富的资源,还是贸易与文化交流的要道。大力发展海洋装备是提升我国海洋开发和管控能力的必要手段。水面无人艇是开发水面空间的一种无人航行器,具有体积小、高速、智能、较好的隐身、无人伤亡等优点,能够完成各种科学考察和工程任务,有广泛的应用和重要的研究价值。本文以“七夕号”无人艇为主要研究对象,从无人艇自主航行时规避障碍物所需的环境信息出发,重点研究了水面目标光视觉检测与跟踪技术,致力于将船只、岛屿、礁石等水面目标从复杂的水面环境中检测出来并对运动目标的状态进行连续估计,获取其运动状态,以防止无人艇与其发生碰撞,具体内容如下:首先,分析了常见的图像分割算法在检测水面目标时的优缺点,根据受到阳光和倒影干扰的水面图像在阈值分割后的特点,对阈值分割算法进行了优化,该算法适用于与水面环境有较大灰度差异的水面目标。其次,考虑基于候选区域和基于回归的深度学习目标检测算法的特点后,本文将YOLOv2作为基础检测算法。针对该算法在检测水面小目标方面的不足,引入了两种特征分层级联策略:自顶向下模型（TDM）和特征金字塔网络（FPN）,使得改进网络能够充分结合低语义、高分辨率的低层特征和高语义、...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?“斯巴达侦察兵”无人艇??
立即包围并拦截敌方舰艇，有效阻止威胁［１］。试验使用了美国航空航天局的喷气推进实??验室研发的“机器人智能感知系统控制体系构架”（ＣＡＲＡＣａＳ），该系统包含的环境感??知分系统是一个３６０度的电光系统，由６个摄像头和１个惯性导航系统组成如图１．３??所示。系统在获取周围图像和惯性导航数据后，对图像进行稳像并检测跟踪感兴趣的目??标，计算其位置信息。??塔續Ｓ鱗热；繁巧？＇／ｐＨ、：－、??．［蜃??图１．３?３６０度电光系统??以色列拉斐尔公司在２００５年研制了?“保护者”号无人艇，并于２０１２年研制了体积??更大、武器装备更齐全的新型“保护者”号。它的主要任务是应对类似美国“Ｃｏｌｅ”号??驱逐舰爆炸案的海上恐怖袭击。该无人艇具有隐身、高速、可操作性强等特点，有较强??的识别、侦听与监视能力［１Ｇ］，其传感器主要包含导航雷达和“托普拉伊特”（Ｔｏｐｌｉｔｅ）??光学系统，后者为多任务传感器光电载荷系统，无论是白天还是黑夜，甚至在极端天气??下，都能完成手动或自动昼夜观测及目标指示。??图１．４?“保护者”号无人艇??３??
第１章绪论??一??！???Ｉ—…??图１．２?“斯巴达侦察兵”无人艇探测图像??军远征作战司令部开展了包含１３艘无人艇中利用无人艇群岛传感器网络发现模拟的，有效阻止威胁［１］。试验使用了美国航空航知系统控制体系构架”（ＣＡＲＡＣａＳ），该光系统，由６个摄像头和１个惯性导航系和惯性导航数据后，对图像进行稳像并检塔續Ｓ鱗热；繁巧？＇／ｐＨ、：－、??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于深度学习的水面无人船前方船只图像识别方法[J]. 王贵槐,谢朔,初秀民,洛天骄. 船舶工程. 2018(04)
[2]美海军无人水面艇发展现状与趋势[J]. 许彪,张宇,范鹏程. 飞航导弹. 2018(01)
[3]水面航行体对舰船目标的图像检测方法[J]. 方晶,冯顺山,冯源. 北京理工大学学报. 2017(12)
[4]应用空间金字塔池化LBP特征的舰船检测识别[J]. 郭少军,陆斌,娄树理. 激光与红外. 2017(06)
[5]各向异性核函数均值漂移目标跟踪算法研究[J]. 韩明,唐心亮,吴朔媚,王敬涛. 量子电子学报. 2017(02)
[6]多目标舰船自动跟踪方法研究[J]. 张树怀,董超,李彬,田联房,陈泽创. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2017(02)
[7]基于多模板回归加权均值漂移的人体目标跟踪[J]. 贾松敏,文林风,王丽佳. 光学精密工程. 2016(09)
[8]基于视觉的目标检测与跟踪综述[J]. 尹宏鹏,陈波,柴毅,刘兆栋. 自动化学报. 2016(10)
[9]基于梯度显著性的水面无人艇的海天线检测方法[J]. 王博,苏玉民,万磊,庄佳园,张磊. 光学学报. 2016(05)
[10]基于结构化稀疏表示的海上船舶视觉建模与跟踪[J]. 史蓓蕾,张秀山,梁英杰,郭晶晶. 计算机与数字工程. 2016(01)
博士论文
[1]机载光电平台稳定跟踪系统关键技术研究[D]. 王宣.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]基于光视觉的无人艇水面目标检测与跟踪研究[D]. 曾文静.哈尔滨工程大学 2013
[3]基于粒子滤波的鲁棒视觉目标跟踪算法研究[D]. 朱明清.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]水面无人艇视觉目标图像识别技术研究[D]. 张伊辉.哈尔滨工程大学 2015
[2]海上目标检测跟踪算法研究及其在DSP硬件平台的实现[D]. 毕文.烟台大学 2009
本文编号：2973745
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?“斯巴达侦察兵”无人艇??
立即包围并拦截敌方舰艇，有效阻止威胁［１］。试验使用了美国航空航天局的喷气推进实??验室研发的“机器人智能感知系统控制体系构架”（ＣＡＲＡＣａＳ），该系统包含的环境感??知分系统是一个３６０度的电光系统，由６个摄像头和１个惯性导航系统组成如图１．３??所示。系统在获取周围图像和惯性导航数据后，对图像进行稳像并检测跟踪感兴趣的目??标，计算其位置信息。??塔續Ｓ鱗热；繁巧？＇／ｐＨ、：－、??．［蜃??图１．３?３６０度电光系统??以色列拉斐尔公司在２００５年研制了?“保护者”号无人艇，并于２０１２年研制了体积??更大、武器装备更齐全的新型“保护者”号。它的主要任务是应对类似美国“Ｃｏｌｅ”号??驱逐舰爆炸案的海上恐怖袭击。该无人艇具有隐身、高速、可操作性强等特点，有较强??的识别、侦听与监视能力［１Ｇ］，其传感器主要包含导航雷达和“托普拉伊特”（Ｔｏｐｌｉｔｅ）??光学系统，后者为多任务传感器光电载荷系统，无论是白天还是黑夜，甚至在极端天气??下，都能完成手动或自动昼夜观测及目标指示。??图１．４?“保护者”号无人艇??３??
第１章绪论??一??！???Ｉ—…??图１．２?“斯巴达侦察兵”无人艇探测图像??军远征作战司令部开展了包含１３艘无人艇中利用无人艇群岛传感器网络发现模拟的，有效阻止威胁［１］。试验使用了美国航空航知系统控制体系构架”（ＣＡＲＡＣａＳ），该光系统，由６个摄像头和１个惯性导航系和惯性导航数据后，对图像进行稳像并检塔續Ｓ鱗热；繁巧？＇／ｐＨ、：－、??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于深度学习的水面无人船前方船只图像识别方法[J]. 王贵槐,谢朔,初秀民,洛天骄. 船舶工程. 2018(04)
[2]美海军无人水面艇发展现状与趋势[J]. 许彪,张宇,范鹏程. 飞航导弹. 2018(01)
[3]水面航行体对舰船目标的图像检测方法[J]. 方晶,冯顺山,冯源. 北京理工大学学报. 2017(12)
[4]应用空间金字塔池化LBP特征的舰船检测识别[J]. 郭少军,陆斌,娄树理. 激光与红外. 2017(06)
[5]各向异性核函数均值漂移目标跟踪算法研究[J]. 韩明,唐心亮,吴朔媚,王敬涛. 量子电子学报. 2017(02)
[6]多目标舰船自动跟踪方法研究[J]. 张树怀,董超,李彬,田联房,陈泽创. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2017(02)
[7]基于多模板回归加权均值漂移的人体目标跟踪[J]. 贾松敏,文林风,王丽佳. 光学精密工程. 2016(09)
[8]基于视觉的目标检测与跟踪综述[J]. 尹宏鹏,陈波,柴毅,刘兆栋. 自动化学报. 2016(10)
[9]基于梯度显著性的水面无人艇的海天线检测方法[J]. 王博,苏玉民,万磊,庄佳园,张磊. 光学学报. 2016(05)
[10]基于结构化稀疏表示的海上船舶视觉建模与跟踪[J]. 史蓓蕾,张秀山,梁英杰,郭晶晶. 计算机与数字工程. 2016(01)
博士论文
[1]机载光电平台稳定跟踪系统关键技术研究[D]. 王宣.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]基于光视觉的无人艇水面目标检测与跟踪研究[D]. 曾文静.哈尔滨工程大学 2013
[3]基于粒子滤波的鲁棒视觉目标跟踪算法研究[D]. 朱明清.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]水面无人艇视觉目标图像识别技术研究[D]. 张伊辉.哈尔滨工程大学 2015
[2]海上目标检测跟踪算法研究及其在DSP硬件平台的实现[D]. 毕文.烟台大学 2009
本文编号：2973745
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