[发明专利]一种针对水下障碍物的检测定位方法和系统

权利要求书

1.一种针对水下障碍物的检测定位方法，其特征在于，检测定位步骤是：

a.将多波束图像声纳（2）安装在AUV（1）上，声纳头的方向与水平面呈0~3度的夹角；计算机（6）放置在岸上，并通过网络网线（5）、POE单口供电器（4）和声纳电缆（3）连接多波束图像声纳（2）；

b.启动计算机（6）和多波束图像声纳（2），检查各项数据通讯是否正常；

c.根据多波束图像声纳（2）回波信号的强度将声纳信息恢复为声纳的灰度图像；

d.通过中值滤波降低当前声纳图像的噪声，提高图像质量；

e.对步骤d获得的图像，运用OTSU方法将障碍物与背景分离，并根据所得最佳阈值对场景图像中的每个像素点做二值化处理；

f.根据步骤e得到二值图像获取障碍物轮廓，获得轮廓后，计算轮廓内面积来表示障碍物大小，计算轮廓的最小外接矩形形心的位置来表示障碍物的位置;

g.重复步骤c~步骤f，即实现了水下障碍物的检测定位。

2.根据权利要求1所述的一种针对水下障碍物的检测定位方法，其特征在于，步骤e中所述OTSU方法的具体含义为：分割阈值T根据图像的灰度特性将图像分为背景类C₀和障碍物类C₁，其类间方差的定义为：                                                ；

其中，和分别为背景类C₀和障碍物类C₁出现的概率，和分别为背景类C₀和障碍物类C₁的均值，μ是整幅图像的平均灰度，使最大的阈值即为最佳阈值T。

3.根据权利要求1所述的一种针对水下障碍物的检测定位方法，其特征在于，步骤f中所述障碍物轮廓的获取采用Moore Neighbor轮廓跟踪方法，其步骤为：

a)从二值图像左下角开始，依次判断每个像素点是否为白色，将第一个找到的白色像素点作为“起始点”；

b)从“起始点”开始，在其8领域内以前一个黑色像素点的位置为方向顺时针查找白色像素点，将第一个找到的白色像素点作为起点；

c)从起点开始，在其8领域内以前一个黑色像素点的位置为方向顺时针查找白色像素点；

d)将第一个找到的白色像素点作为下次查找的起点；

e)重复步骤c）~d）直到再次查找到“起始点”的位置，这期间走过的所有白色像素点即为障碍物的轮廓。

4.一种针对水下障碍物的检测定位系统，应用于根据权利要求1所述的水下障碍物的检测定位方法，包括多波束图像声纳（2）和计算机（6），其特征在于，多波束图像声纳（2）固定安装在AUV（1）上，并通过声纳电缆（3）连接到POE单口供电器（4）上，计算机（6）通过网络网线（5）连接到POE单口供电器（4）上，POE单口供电器（4）由110-240V电源供电。

5.根据权利要求4所述的一种针对水下障碍物的检测定位系统，其特征在于，所述的多波束图像声纳（2）采用Blueview公司的P450E型多波束图像声纳。