避碰聲納的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng).pdf

1、無人潛航器(Unmanned Underwater Vehicle)的障礙物避碰技術(shù)是無人潛航器實現(xiàn)安全航行和完成水下所有預(yù)定任務(wù)的前提和基礎(chǔ)，因此無人潛航器的障礙物避碰技術(shù)在當今世界上正越來越受到各個國家的普遍關(guān)注。本課題所研究的避碰聲納數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)將為無人潛航器的主動避碰提供充分而準確的外界障礙物信息，因此，避碰聲納數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)將直接影響到無人潛航器水下航行的安全。本課題是由避碰聲納整體系統(tǒng)設(shè)計與搭建、避碰聲納數(shù)據(jù)采集、

2、避碰聲納數(shù)據(jù)處理三個部分組成。
　　 避碰聲納整體系統(tǒng)設(shè)計與搭建主要是設(shè)計出既順應(yīng)當今無人水下機器人避碰技術(shù)的最新發(fā)展要求，又符合本課題中的無人潛航器自身特點的一套避碰聲納數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
　　 避碰聲納數(shù)據(jù)采集主要是利用機械掃描避碰聲納的RS232通信協(xié)議，對避碰聲納的圖像數(shù)據(jù)進行采集，將采集出來的圖像數(shù)據(jù)進行坐標轉(zhuǎn)換和波束內(nèi)插，組成便于機器處理和識別的數(shù)據(jù)。
　　 避碰聲納數(shù)據(jù)處理是本課題的核心部分，針對

3、聲納圖像中不同類型的噪聲，將采集到的聲納圖像數(shù)據(jù)進行去噪平滑、圖像分割、圖像形態(tài)學(xué)處理等方法，剔除圖像的噪聲，隨后采用輪廓提取算法對聲納圖像中的封閉空間進行輪廓提取，預(yù)先設(shè)定輪廓的面積閾值，保留大面積的輪廓，剔除小面積的噪聲。最終利用基于形態(tài)特征信息提取方法提取聲納圖像中的障礙物信息(障礙物的大小、距離)，并將障礙物信息傳送到無人潛航器的中央控制單元。
　　 通過水下實驗室實驗和海上的現(xiàn)場實驗，對聲納數(shù)據(jù)采集與處理部分的性能進行