[发明专利]一种用于浅水管线的水面无人艇检测与跟踪方法

摘要

本发明公开了一种用于浅水管线的水面无人艇检测与跟踪方法，属于水下管线巡检技术领域。管线位置光学探测模块包括水下摄像机、承载筐、伸缩杆、水密缆线、嵌入式计算机、电源，用于实现管线视频图像采集、管线图像处理及管线定位。承载筐用于承载水下水下摄像机，承载筐上部连接伸缩杆，实现水下摄像机与水下管线距离调节。水深避碰模块主要功能为预先获得通行路径上的深度信息，通过改变伸缩杆的长度，实现水下摄像机避碰。该系统利用水面无人艇进行自主管线探测，检测速度快、费用较低，能够满足浅海石油管线大范围巡检的需要。管线位置光学探测模块采用了改进的图像处理和目标针对弯曲管线的检测错误率高的问题进行了优化。

主权项

1.一种用于浅水管线的水面无人艇检测与跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)管线(10)位置光学探测模块启动，水下摄像机(9)采集图像并对图像进行畸变校正、图像去噪、图像增强、图像分割、边缘检测、直线检测，判断图像中是否有管线(10)，若图像中不存在管线(10)则重复这一步骤，若图像中存在管线(10)则进行下一步骤；(2)底部避碰模块包含有斜下向前方布置的高度计(6)，通过高度计(6)测得深度与高度计(6)安装角度换算出伸缩杆(7)最低点距海底距离，改变伸缩杆(7)长度，摄像机与海底不接触；(3)判断图像中管线(10)边缘是否清晰，若管线(10)边缘不清晰则调整伸缩杆(7)，减小摄像机与管线(10)间距，直至管线(10)边缘清晰或伸缩杆(7)达到触底危险长度，若管线(10)边缘清晰则进入下一步骤；(4)计算管线(10)在图像坐标系下的位置，根据摄像机内部、外部参数以及无人艇(1)姿态信息可以一步计算得到管线(10)相对无人艇(1)的位置和管线(10)的宽度；经过坐标转换可得管线(10)的经纬度，将管线(10)经纬度存储在无人艇(1)搭载的硬盘上，对管线(10)危险较大处进行定位；(5)位置预测与跟踪模块根据无人艇(1)与管线(10)间的位置关系预测管线(10)位置的变换趋势，指令控制与规划模块(3)对无人艇(1)下达运动指令并规划无人艇(1)运动路径使其沿管线(10)航行，最终实现无人艇(1)自主管线(10)跟踪巡检。