水下巡线机器人管线识别与运动控制算法研究

发布时间：2024-04-16 19:26

　　海底油气管线承担着输送油、气、水及其他化学药剂等的重要功能,海底管线的检测和维护作业多使用水下巡线机器人来进行,水下巡线机器人的自主巡线多依据光学系统来实现,因此开展基于图像处理的管线识别与运动控制算法研究具有重要意义。本课题根据水下管线图像的特点,使用图像处理方法,以水下巡线机器人单目摄像信号作为研究对象,研究水下巡线机器人的管线识别和运动方向控制方法,设计开发出一套能让水下巡线机器人自主沿水下管道进行巡线作业的运动导向系统,为水下巡线机器人在水下作业提供辅助。在水下管线图像预处理中,为了减小、消除图像噪声影响,分析对比了几种图像平滑方法的去噪效果;针对水下光照不均、偏色严重的现象,分别使用直方图均衡化、同态滤波、带色彩恢复的多尺度Retinex算法对水下图像进行了处理,还原出较为符合人眼视觉观察的图像,方便操作人员观察以及后续算法处理。本文使用局部自适应阈值化去除水下图像背景,并对处理后图像的小区域杂点进行去除,提取出管道前景图像,对霍夫变换的后续结果进行处理,提出一种基于霍夫变换的管道位置方程提取方法,计算提取出水下管道的位置方程。利用角点检测和匹配方法计算出机器人初始速度方向,...

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1光波波长与海水体积衰减系数关系

第二章水下管线图像的预处理8公式（2-2）中，a为体积吸收系数，b为体积散射系数。例如：清澈的海水其a=0.02、b=0.03。由于不同海水中的可溶物和颗粒物各不相同，所以其体积吸收系数和体积散射系数各不相同，即不同海水的体积衰竭系数各不相同。不同海水对不同波长的光的衰减率各不一....

图2-2加高斯

第二章水下管线图像的预处理10噪声根据其与信号本身有无关系可以分为乘性噪声和加性噪声两种。加性噪声的数学模型为：yxvyxgyxf),(),(),(（2-3）乘性噪声的数学模型为：yxvyxgyxf),(),(),(（2-4）在公式（2-3）、（2-4）中，f(x,y)为输出图像....

图2-3加脉冲

中国石油大学（华东）工程硕士学位论文11（2）脉冲噪声（椒盐噪声）脉冲噪声又称椒盐噪声，其原理为随机改变一些像素值，这种噪声在二值图像上的表现为让一些像素点变为0，一些像素点变为255[43]。脉冲噪声的密度函数为：其他）（bxaxppxpba0（2-6）如果b>a，灰度值b在图....

图2-7高斯函数概率分布密度

第二章水下管线图像的预处理14图2-6所示。高斯噪声处理图脉冲噪声处理图图2-6均值滤波处理噪声图像Fig2-6Meanfilterprocessingnoiseimage（3）高斯滤波高斯滤波是一种最常被用到的滤波方法。其算法也是用一个卷积去扫描图像中的每一个点，用邻域内的加权....

本文编号：3956575