[发明专利]一种基于无人艇感知系统的水岸线检测方法

权利要求书

1.一种基于无人艇感知系统的水岸线检测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，利用设置于无人艇上的激光雷达，对河道沿岸进行扫描，并通过坐标系变换的方式，生成水岸线图像；

步骤2，对所述水岸线图像进行边缘检测，提取边缘轮廓点，并对提取出的所述边缘轮廓点进行排序、划分，生成检测点区域；

步骤3，依次选取所述检测点区域中与所述水岸线图像的中心点距离最近的边缘轮廓点，记作岸边点，并通过曲线拟合计算，生成所述岸边点对应的拟合曲线，将所述拟合曲线记作所述河道沿岸的水岸线。

2.如权利要求1所述的基于无人艇感知系统的水岸线检测方法，其特征在于，所述步骤1中，具体包括：

利用设置于无人艇上的激光雷达，对河道沿岸进行扫描；

获取所述河道沿岸的激光雷达点云俯视图，根据阈值变量选取待变换激光点云数据，通过坐标系变换的方式，将选取出的待变换激光点云数据映射到二维图像中，生成所述水岸线图像，

其中，所述阈值变量由所述激光雷达相对于水面的安装高度确定。

3.如权利要求1所述的基于无人艇感知系统的水岸线检测方法，其特征在于，所述步骤2中，具体包括：

将所述水岸线图像转换为灰度图像，并对所述灰度图像进行图像预处理，其中，所述图像预处理至少包括膨胀处理、中值滤波以及高斯滤波；

利用Canny算子对图像预处理后的灰度图像进行边缘检测，提取所述边缘轮廓点；

将所述边缘轮廓点存入至allpoints容器中，并在所述allpoints容器中将所述边缘轮廓点按照x轴方向像素由小至大进行排序，其中，所述x轴方向为世界坐标系下所述无人艇的前进方向；

根据预设间隔点数，对排序后的边缘轮廓点进行划分，生成所述检测点区域。

4.如权利要求1所述的基于无人艇感知系统的水岸线检测方法，其特征在于，所述步骤3中，依次选取所述检测点区域中与所述水岸线图像的中心点距离最近的边缘轮廓点，记作岸边点，具体包括：

采用遍历运算，计算所述检测点区域中各个边缘轮廓点与所述水岸线图像的中心点之间的距离；

选取所述距离中的最小值，并将最小值距离和对应的边缘轮廓点共同存入至minpoints容器中；

判断是否完成所有检测点区域中最小值距离和对应的边缘轮廓点的存储，若是，则根据所述minpoints容器中的数据进行曲线拟合计算，以生成所述拟合曲线，若否，重复执行遍历运算。

5.如权利要求4所述的基于无人艇感知系统的水岸线检测方法，其特征在于，所述边缘轮廓点与所述水岸线图像的中心点之间的距离为欧氏距离。

6.如权利要求1至5中任一项所述的基于无人艇感知系统的水岸线检测方法，其特征在于，拟合计算水岸线的计算公式为：

Φ^T*Φ*[a]＝Φ^T*[y]

[a]＝(a₀，a₁，a₂，...，a_n)^T

[y]＝(y₀，y₁，y₂，...，y_M)

式中，Φ为参数矩阵，由岸边点中的行索引坐标x_m和给定基函数Ω共同确定，[a]为拟合系数矩阵，[y]为岸边点中的列索引坐标矩阵，为中间参量，j＝0，1，2，...，n。