无人水面艇的自主航行避障系统设计与实现

发布时间：2021-11-02 08:22

　　随着我国大力发展“一带一路”战略,“21世纪海上丝绸之路”受到越来越多的国家与地区的重视,水上交通日益繁忙。船舶开始向高速化和智能化方向发展,无人水面艇的自主航行避障技术也得到广泛关注。本文主要基于计算机视觉研究了一种无人水面艇的自主航行避障系统,实现了在湖泊、河道的自主航行与避障。本文主要内容包括:对无人水面艇部分硬件系统进行设计与选型搭建,其中包括电源模块、自主航行避障模块和无线通信模块。树莓派连接摄像头,摄像头使用Open CV采集到的视频数据先进行压缩编码,再通过无线网桥传输到电脑的上位机端,上位机端对于接收到的视频数据进行解码,获取水面视频。上位机端对水面视频使用EDlines直线检测算法进行水岸线和水天线检测,以此进行水面图像分割;再引入深度学习目标检测方法,用基于Mobile Net V2改进的SSD算法实现了对船只、浮标、礁石等障碍物的检测识别,获得了障碍物轮廓。结合微波测距雷达传感器进行距离检测,使无人水面艇可绕开障碍物安全通行。通过上位机软件,可在地图上设定无人水面艇的起点、沿线航线点和最终目标点,地图上可以显示其航行轨迹,同时可以实时显示水面和标注障碍物的画面,并... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

无人水面艇的部分应用场景

“SpartanScout”号无人水面艇

“SeaHunter”号无人水面艇

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于回归深度卷积网络的船舶图像与视频检测[J]. 黄志坚,张成,王慰慈.  上海海事大学学报. 2019(04)
[2]融合图像识别和VFH+的无人艇局部路径规划方法[J]. 洪晓斌,魏新勇,黄烨笙,刘艳霞,肖国权.  华南理工大学学报(自然科学版). 2019(10)
[3]基于EDLines的遥感影像直线快速提取方法研究[J]. 齐永菊,裴亮,魏显虎,张宗科,李航.  测绘与空间地理信息. 2018(09)
[4]基于局部Otsu分割与Hough变换的海天线检测[J]. 戴永寿,刘博文,李立刚,金久才,孙伟峰,邵峰.  光电工程. 2018(07)
[5]基于边缘相位编码的复杂背景下海天线检测[J]. 孙熊伟,徐青山,蔡熠,石敏,李松.  光学学报. 2017(11)
[6]基于结构森林边缘检测和Hough变换的海天线检测[J]. 徐良玉,马录坤,谢燮,彭艳,彭艳青,崔建祥.  上海大学学报(自然科学版). 2017(01)
[7]基于卷积神经网络的遥感图像舰船目标检测[J]. 黄洁,姜志国,张浩鹏,姚远.  北京航空航天大学学报. 2017(09)
[8]海天背景下红外小目标检测的背景抑制及海天线检测方法[J]. 杨俊彦,逄浩君,曹耀心,宋敏敏.  红外. 2016(12)
[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]无人船艇的发展及展望[J]. 张树凯,刘正江,张显库,刘玉.  世界海运. 2015(09)

硕士论文
[1]一种水质监测无人船系统的设计与实现[D]. 蒋星宇.南京信息工程大学 2018
[2]基于激光雷达和视觉信息融合的水面船只检测与识别研究[D]. 张香利.上海交通大学 2017
[3]水面移动机器人目标检测与定位方法研究[D]. 刘茜.沈阳理工大学 2013



本文编号：3471680