基于视觉的水上目标测距技术及应用

双目视觉具有近距离测距精度高、获取的图像内容丰富等优点,是目前无人驾驶领域的研究热点,准确获取双目图像的视差是双目视觉测距的技术关键。然而,水面测距面临目标不规则晃动,增大了双目图像间水上目标的尺度、亮度差异,易造成匹配歧义。为提高立体匹配的准确性,提出一种结合Yolov5进行目标分割和一种改进的SIFT特征匹配方法。通过提取、匹配非线性尺度空间中目标的仿射不变特征点,从而可准确测得双目图像视差,进而得到精准的分割目标距离。实验证明,提出的改进的SIFT算法能够非常准确地得到双目图像的视差值,准确率达到97.1%,匹配时间仅为1.3 s,比原SIFT算法提高了10.4%,匹配时间缩短4 s,比SURF算法提高了11.3%,匹配时间缩短0.5 s。

基于统计与结构信息的SAR图像水上目标检测

设计了基于图像分析理论，根据SAR图像特点形成水上目标轮廓的检测算法。该算法的实现分为3步：(1)基于数理统计的目标检测方法，形成目标区域；(2)用加权统计滤波算子和去除孤立点算法消除噪声，规范需要检测的水上目标；(3)提取目标轮廓。系统在不同的SAR图像上，取得了良好的检测结果。

基于光学相关探测的水上目标识别研究

提出了改进的Laplace边缘检测算子与对比度拉伸变换相结合的光学相关物面图像处理方法,对水上目标图像进行边缘检测和对比度拉伸,在精确提取目标边缘特征的同时有效地提高了图像对比度。将其应用到实时联合变换相关器中,实验结果表明,滤波后的图像经两次傅里叶变换后输出的相关点亮度明显增强,由此解决了一些复杂背景、低对比度水上目标的识别问题。

远距离水上目标的捕获与跟踪系统的系统结构

引言近二十年来,在先进的技术领域中,美国海军研究室(NRL)的战术电子部已经深入探讨红外探测仪在海面目标捕获与跟踪中的应用,本文着重阐述收集和处理海域中船的红外数据,用于论证远距离目标的捕获与跟踪。背景电平、对比度、目标尺寸、背景干扰的剧烈变化需要一个优化设计的传感器和平台以及一个实时图像处理器。这个过程提供了一个在实际环境中考查图像处理技术的机会,实际环境包括:背景干扰、天气状况及大气抖动。图1是一个显示主要子系统及它们接口之间关系的系统框图。

基于贪婪算法的水上漂移目标救助物资协同调度方法

受复杂水文、气象等条件影响,水上遇险目标在等待外部救援的过程中可能发生漂移,其漂移的速度与方向将直接影响到水上救助物资调度方案的制订。针对水上事故及其救援的特殊性,在对水上遇险目标漂移路径进行预测的基础上,构建了满足运力、时间限制及应急救助物资需求,包括水上遇险目标周边船舶、岸基救助基地及其附近陆地应急物资储备点共同参与的水陆两阶段多层级协同调度模型,并运用贪婪算法对其进行求解,最后通过算例对模型和算法的有效性进行验证。

面向水面无人艇的目标检测与船舶分类系统研究

搭载视觉智能感知系统的水面无人艇能够对水上目标有效识别,其在水面勘探、自主搜救等领域有着广泛的应用;对水上目标和船舶的检测方法进行研究,其主要工作包括:第一,构建水面无人艇的数据采集和边缘计算平台;第二,构建水上目标数据集,总计图片3437张,28个类别,其中8个类别为船舶分类;第三,分别训练水上目标检测和船舶检测的YOLOv5L网络并进行测试,并将网络部署到边缘计算平台,水上目标检测网络mAP为78.23%,船只分类网络mAP为85.16%;第四,基于检测框匹配的方式实现水上目标检测网络和船只分类网络的级联工作,级联网络mAP达到78.58%;第五,引入ASPP-pool模块,并训练改进后的网络,水上目标检测网络mAP提高1.06%,级联网络mAP提高0.76%。

基于CNN的搜救无人艇水面多目标检测实验

针对无人艇采用单目视觉的方式应用于水上搜救的问题,提出一种基于救生衣的目标检测算法.目标定位采用基于RGB颜色特征的方法,分割出图像中目标区域并进行定位.因卷积神经网络(CNN)可用于提取图像特征并进行学习,对提取出的目标图像采用改进的卷积神经网络算法进行特征提取与分类,避免了复杂的特征选择和提取过程.通过水上实验验证了所提出算法的有效性,实现实时检测和识别水上目标.实验结果表明,在多个目标具有相同颜色特征时,能够有效识别救生衣目标并且算法识别精度较高.

基于导航卫星反射信号的距离-多普勒图信噪比增强算法

利用全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)与地基接收机构成的双基地雷达探测水上目标,是监测水上交通的新兴手段。利用由地球静止轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星反射信号生成的距离多普勒(range-Doppler,RD)图来实现目标探测。为了提高RD图中运动目标回波信号的信噪比,提出了一种增强回波信号能量的算法。该算法首先将相邻距离元和多普勒元上的回波信号通过距离补偿和多普勒补偿搬移到弱回波信号的位置,然后通过信号累加提高回波信号的能量,从而达到增强信噪比的目的。描述了探测长江货轮的实验,实验结果表明经增强算法处理后,运动目标回波信号的信噪比平均提高了4 dB左右。这一结果验证了利用北斗GEO卫星探测水上目标的可行性。

无人艇海洋背景纹理可见光迷彩图案研究

论文借鉴比较成熟的迷彩伪装设计方法,依据海洋背景颜色特征,研究了水面无人艇海洋背景纹理可见光迷彩图案设计方法。利用该方法以轻质材料为基底,提出了海洋纹理迷彩的喷涂施工方法,制作了典型结构模型并实现了其表面海洋纹理迷彩涂装。论文所研究的方法,不但适用于无人艇海上迷彩设计和涂装,而且也适用于较大的需要伪装的人工目标的迷彩涂装。