《非結構核環境中水下移動視覺高精度空間定位研究》是依託華南理工大學，由青春美擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：非結構核環境中水下移動視覺高精度空間定位研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：青春美
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
核電站機器人、智慧型裝備的套用一直受到各國的重視，其中核環境下的水下機器人作業需求尤其迫切，而水下光視覺感知系統是實現水下機器人智慧型作業的關鍵環節。但是，鑒於核電環境水質的複雜特性，當前針對核電這一特殊環境下的水下成像與空間定位技術研究進展非常緩慢。針對核電環境中去離子水具有弱硼酸性和高輻射性，本項目將建立核電水下相機的非線性畸變模型與圖像退化模型，從而增強圖像的對比度；針對核電水下的非結構環境，本項目基於雙目視覺的方法進行空間坐標系重建；針對核電站水下圖像質量不高的特點，本項目採用基於未知模型的目標初步定位與帶監督自適應逐步求精相結合的方法來達到精確定位。最終實現水下非結構核環境移動視覺感知系統，滿足核環境水下機器人高精度空間定位要求。本項目研究成果有助於推動計算機視覺感知技術在核電環境中的發展，具有重要科學意義與良好社會經濟效益。
結題摘要
水下視覺感知系統是實現水下機器人智慧型作業的關鍵環節，而水下非結構核環境的目標成像與空間定位技術研究進展相對緩慢。因此本項目針對水下非結構核環境的特點，根據申請書中的研究問題與想法開展工作，主要研究內容包括：核電環境中特殊水質成像校正與增強算法；非結構核環境中移動視覺高精度空間定位模型。取得了豐碩的成果：（1）核電環境中特殊水質成像校正與增強算法：我們提出了基於時域信息的水下視頻去霧算法；提出了基於深度學習的去霧算法；提出了基於聚類分割的去霧算法、並且建立了自適應水下圖像增強框架。（2）非結構核環境中移動視覺高精度空間定位模型：我們搭建了水下雙目視覺感知系統，主要工作包括：水下相機標定、雙目匹配算法的深度重建精度驗證、邊緣像素點的鏈條狀DTW匹配與重建。此外我們對視覺感知系統中的目標跟蹤定位技術也進行了深入的研究，提出了多種魯棒的目標跟蹤定位算法。（3）相關拓展性研究：基於項目研究的理論與模型基礎，我們在新型機器學習理論研究、視覺感知技術在行為識別方面的套用、以及圖像處理技術在高光譜方面的套用上也開展了相關研究。本項目已發表論文16篇，其中期刊論文6篇，會議論文10篇。此外，在本項目開展過程中，我們還積極參加多次的國內外學術活動與交流，協助培養2名博士研究生，直接培養4名碩士研究生，達到了項目預期的研究目標。本項目研究成果有助於推動計算機視覺感知技術在核電環境中的發展，具有重要的實踐意義。
