[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

说明书

本发明提供用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术及方法，涉及深海探测技术领域。该用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术及方法，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；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。在实现深水多维成像、水下精准导航定位、水下机器人精准运动控制等功能的基础上，实现了具有泛化性和鲁棒性的自主识别、定位及跟踪功能，提高了水下机器人的自主化和智能化，同时也实现了深水高精度导航定位，值得大力推广。

技术领域

本发明涉及深海探测技术领域，具体为用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术及方法。

背景技术

目前深海探测技术领域高速发展，各种探测方法及相关技术受到了学术界及工程界的高度重视，取得了一定的成就。深海探测技术深特指在深海领域通过传感或取样手段获取海洋或海底特定地区单一时刻数据的技术，主要包括深海运载器探测技术、深海传感探测技术、深海取样探测技术等主要研究方向。深海探测技术正在朝着体系化、协同化、智能化的方向发展，随着人工智能技术的不断进步，智能化的发展方向也备受关注。未来人工智能技术将会在探测目标的识别和提取、探测装备的故障诊断和容错控制、深海环境的高效感知等方面发挥作用，推动深海探测技术的全面智能化。在深海传感探测技术方面，声学成像技术已经应用于工程领域，一定程度上提高了深水探测能力，但该成像技术本身在成像质量、图像可辨识度、小目标探测等方面存也在一些局限性，限制了其发展。激光探测具有足够的空间分辨率，能够分辨目标的尺寸和形状，因而是有效的探测水下目标并进行分类的工具。激光成像技术也存在一些局限性，制约了该探测技术的使用。如果能够克服多传感器信息融合的技术难题，将两种探测方法的图像信息进行深度融合，二者可以互相补充，实现不同距离、不同水深和不同环境条件下，对水下目标进行全方位探测的目的。

目前用于深海探测的成像、识别和定位技术及方法存在探测手段单一、探测能力有限、成像精度与维度不足、导航定位精度不足、无法实现复杂的多传感器信息融合、自主识别定位能力不足等问题，由于目前技术及方法存在这样一些缺陷，导致水下自主机器人自治化程度受到限制，无法完成复杂的水下任务；另外由于目前深海探测的成像、识别和定位技术及方法存在的问题，导致用于深水复杂探测与作业的非自主遥控机器人的发展也在一定程度上受到了限制，为此，我们研发出了新的用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术及方法。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术及方法，解决了目前用于深海探测的成像、识别和定位技术及方法存在探测手段单一、探测能力有限、成像精度与维度不足、导航定位精度不足、无法实现复杂的多传感器信息融合、自主识别定位能力不足的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

用于深海探测的六维精准成像、识别和定位技术方法，包括以下具体内容：