[发明专利]用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术及方法

权利要求书

1.用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术，其特征在于：包括多传感器信息融合成像的六维精准成像技术模块、目标识别跟踪定位技术模块、高精度水下导航定位模块、运动控制及智能决策模块以及对外传输通信模块。

2.根据权利要求1所述的用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术，其特征在于：所述多传感器信息融合成像的六维精准成像技术模块由激光探测器、声学探测器、红外探测器以及摄像头组成。

3.根据权利要求1所述的用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术，其特征在于：所述目标识别跟踪定位技术模块由目标识别系统、目标跟踪系统以及立体视觉系统组成。

4.根据权利要求1所述的用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术，其特征在于：所述高精度水下导航定位模块包括惯性导航系统、水声通讯定位系统以及多信息融合水下建图系统。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术方法，其特征在于，包括以下具体内容：

S1.在进行深海探测时，水下机器人在潜入深海后，多传感器信息融合成像的六维精准成像技术模块中的激光探测器可以对摄像头视距范围以外的实物进行精准探测，延伸探测范围，提高探测维度；声学探测器可以利用超声波的特性进行超声成像，使用不同频率、波长的声音信号可以探测特定目标表面及内部信息；红外探测器可以将探测信息融合到多维成像中，实现温度场及生命体的探测；

S2.高精度水下导航定位模块使用卡尔曼滤波器对惯性导航单元进行信息融合，水声通讯定位对惯性导航系统进行定期修正，得以提升导航系统对复杂环境的适应性；于此同时，在接入多传感器信息融合的高精度建图技术后，可以有效提高深水导航对复杂环境的适应能力，提高导航定位精度；

S3.高精度水下导航定位模块在输出机器人的位置信息后，目标识别跟踪定位技术模块会通过人工智能算法对不同程度融合的图像信息进行目标识别。目标识别跟踪定位技术模块利用多目标跟踪算法，在决策模块的协调下，运动控制模块配合完成自主跟踪，同时利用立体视觉方法实现目标的三维信息测量，准确计算出目标相对水下机器人的信息；

S4.运动控制及智能决策模块可以根据目标识别跟踪定位技术模块导入的信息进行处理及决策。目标识别跟踪定位技术模块对双目摄像头采集到的图像信息分别进行极线及畸变矫正，并对矫正后的信息进行立体匹配，在填充空洞后计算三维距离，读取左摄像头图片，并进行目标检测与跟踪，并在目标检测与跟踪的基础上调用目标区域距离信息，输出目标序号及目标信息，并最终将目标位置信息输出给信息接收模块；

S5.对外传输通信模块可以获得的目标位置信息输出给水上信息接收模块，水上控制中心可以对水下情况进行实时监控，同时也能根据信息的变化对水下机器人进行灵活的控制。

6.根据权利要求5所述的用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术方法，其特征在于：所述S1中多个摄像头采用多角度分布式结构布置。

7.根据权利要求5所述的用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术方法，其特征在于：所述S1中红外探测器还可以进行一定的距离探测。

8.根据权利要求5所述的用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术方法，其特征在于：所述S3中立体视觉系统可以精确测量出水下机器人和目标之间的距离和位置关系信息。

9.根据权利要求5所述的用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术方法，其特征在于：所述S4中运动控制及智能决策模块通过数据线与对外传输通信模块进行数据连接。

10.根据权利要求5所述的用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术方法，其特征在于：所述S5中对外传输通信模块主要由无线信号收发装置组成。