[发明专利]基于形态学的水陆空交界线检测方法、系统、介质和设备

说明书

本发明公开了一种基于形态学的水陆空交界线检测方法、系统、介质和设备，该系统包括图像预处理模块、形态学梯度处理模块、分割处理模块和水陆空交界线提取模块，该方法具体步骤为：对获得的原始图片进行预处理，预处理包括：尺度缩放、高斯模糊去噪和颜色空间转换处理，得到预处理后图像，颜色空间转换处理是将RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；对预处理后图像HSV颜色空间中的亮度通道进行形态学梯度处理，得到形态学梯度图；对形态学梯度图进行分水岭分割处理，得到分割图；对分割图采用边缘检测算法提取陆天线和水陆线。本发明能快速准确地检测出水陆空交界线，为无人船实现自主导航提供重要的参考标准，使无人船能适应多样的水域环境。

技术领域

本发明涉及自主检测导航技术领域，具体涉及一种基于形态学的水陆空交界线检测方法、基于形态学的水陆空交界线检测系统、介质和设备。

背景技术

如今，无人船愈发受到广大科研人员的关注，在短短几年间，无人船的研究便取得了很大的研究成果。目前关于无人船的研究主要集中在水域，例如水质监测、水下地形测绘、救援、渔政巡逻等重要用途。为了达到无人船的自主导航要求，首先要完成海天线的检测。然而现有成熟的海天线检测算法，面对更复杂的水陆环境却显得束手无策。因此，研究一种水陆空交界线快速检测的技术，在面对多元复杂的水陆环境时，也能快速准确的检测出水陆线，为无人船在湖泊中的障碍物检测、跟踪，无人船的路径规划提供重要的参考特征，是本领域技术人员所关注的重点问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种基于形态学的水陆空交界线检测方法，能快速准确的检测出水陆空交界线，为无人船在湖泊里完成自主导航提供了参考标准。

本发明的第二目的在提供一种基于形态学的水陆空交界线检测系统。

本发明的第三目的在于提供一种存储介质。

本发明的第四目的在于提供一种计算设备。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于形态学的水陆空交界线检测方法，包括下述步骤：

S1：对获得的原始图片进行预处理，预处理包括：尺度缩放、高斯模糊去噪和颜色空间转换处理，得到预处理后图像，所述颜色空间转换处理将RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；

S2：对预处理后图像HSV颜色空间中的亮度通道V进行形态学梯度处理，得到形态学梯度图；

S3：对形态学梯度图进行分水岭分割处理，得到分割图；

S4：对分割图采用边缘检测算法提取陆天线和水陆线。

作为优选的技术方案，步骤S1所述的对获得的原始图片进行预处理，具体步骤为：

对每一帧图像经过尺度缩放处理后变成640x480，然后采用7x7的窗口对缩放后的图像进行高斯模糊去噪处理，最后由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间。

作为优选的技术方案，步骤S2所述的对预处理后图像HSV颜色空间中的亮度通道V进行形态学梯度处理，具体步骤为：

膨胀粗化图像中的高亮区域得到膨胀图，腐蚀细化图像中的高亮区域得到腐蚀图，膨胀图减去腐蚀图，得到天空区域、陆地区域和水面区域的边界线被增强的边界，

形态学梯度图由下列公式给出：

G(x,y)＝Dilate(x,y)-Erode(x,y)；

Dilate(x,y)＝Max_(s,t)∈b{f(x+s,y+t)}；

Erode(x,y)＝Min_(s,t)∈b{f(x+s,y+t)}；