收藏本站
《浙江大学》 2020年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于立体视觉和滤波算法的无人船环境感知技术研究

吴昊天  
【摘要】:随着水域资源的迅速开发,无人船因其高度自主性成为水上自动化的未来发展趋势。而环境感知能力是下一代无人船自主化与智能化的重要衡量标准,其通过各传感器的融合与关联赋予无人船对环境的语义理解能力和对环境中目标的状态估计能力。但是因为运算成本问题,当下多数基于各传感器融合的无人船环境感知系统无法做到在线处理,且不包含对于目标的运动估计能力。这在很大程度上限制了无人船的自主性和低成本的优势。针对上述无人船在线感知能力有限和计算成本高的问题,本文研究了应用于小型无人船的在线感知系统,其融合了立体视觉和滤波算法,赋予了无人船对于环境中目标物的语义理解能力和对目标物的运动状态估计能力。该感知系统的主要目的是让无人船拥有在线环境解析能力,其包括基于立体视觉的目标稀疏语义理解与基于假设分析滤波器的目标状态估计。在低运算成本下,满足无人驾驶任务对语义信息的理解要求和目标跟踪任务对状态的估计要求。本文研究内容围绕上述感知系统开展,主要完成了以下工作:(1)针对轻量级环境语义信息的提取问题:本文研究了一个可以在GPU上实时工作的稀疏语义提取网络。其结合了YOLO和HED子网络进行目标物提取,设计了Modified ResNet网络与语义掩码模块进行语义信息细分。网络整体实现了低运算成本下,目标语义信息的稀疏提取。(2)针对视觉信息的尺度模糊问题:本文通过立体视觉为感知系统增加尺度信息,且研究了一种基于语义信息的后端优化算法,通过多代价聚类优化减少误匹配,并完成目标物的稀疏语义点云构建。(3)针对目标物的运动追踪与预测问题:本文研究了雷达-视觉融合模块和假设分析滤波器,让无人船获得对目标的运动和状态的估计能力,解决目标跟踪问题。本文提出并证明了一种假设分析滤波器算法,其使用了“非线性迁移”噪声模型并迭代地估算了条件概率密度的矩。在本文的实验场景中,本滤波器收敛迅速,对初值不敏感,跟踪效果好。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2020
【分类号】:TP391.41;TN713;U664.82

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 敖龙辉;郭杭;;室内环境下立体视觉惯导融合定位[J];测绘通报;2019年12期
2 ;俄开发出可恢复立体视觉的“电子眼镜”[J];防灾博览;2020年02期
3 ;科技[J];走向世界;2020年15期
4 江明石;;立体视觉对间歇性外斜视手术时机选择的临床研究[J];中国初级卫生保健;2015年08期
5 冯砚厅;;铁塔单目立体视觉测量技术研究[J];河北电力技术;2013年04期
6 李志永;;立体视觉基础[J];现代电影技术;2011年01期
7 李超;孔德兰;;人立体视觉的发育[J];中国民康医学;2006年06期
8 于辉,左洪福,陈果,黄传奇;基于立体视觉的孔探分析系统及其应用[J];南京航空航天大学学报;2002年03期
9 ;空间探测机器人立体视觉技术[J];军民两用技术与产品;2002年01期
10 姜秀英;篮球运动员空间立体视觉与投篮命中率的关系初探[J];松辽学刊(自然科学版);2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陆晓奋;;立体视觉技术的现状与发展预测[A];中国图象图形学学会立体图象技术专业委员会学术研讨会论文集(第三期)[C];2009年
2 王幼生;詹敏;代秋楠;;立体视觉的研究进展[A];第十二届广东省视光学学术会议专题讲座、论文汇编[C];2009年
3 靳波;葛霁光;;立体视觉深度刺激诱发认知响应数据采集系统[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年
4 吴新年;汪云九;;立体视觉计算模型的惟一性约束[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
5 刘朔;范湘涛;;面向数字地球的立体视觉环境设计和构建[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
6 赵杰;彭京;李戈;王晨;;基于粗细结合匹配方法的立体视觉研究[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
7 张凯;葛文兵;汪国平;董士海;;基于立体视觉的自然手势识别[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
8 王以忠;何静;孔凡芝;;一种用于人体脊柱轮廓测量的立体视觉方法的研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
9 王天珍;王兰兰;;达芬奇立体视觉研究[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年
10 李善青;贾云得;;一种基于佩戴式立体视觉的虚拟触摸板交互方法[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 董映璧;俄开发出可恢复立体视觉的“电子眼镜”[N];科技日报;2020年
2 梁乔玲 本报记者 傅江平;机器人产业更需工匠精神[N];中国质量报;2017年
3 ;八种立体视觉技术各有千秋[N];中国电子报;2009年
4 北京武警总队医院眼科 副主任医师 陶海;立体视觉怎么检查[N];家庭医生报;2006年
5 本报记者 李斐然;一张通往立体世界的电影票[N];中国青年报;2013年
6 北京同仁眼科中心 杨晓慧;家长应重视孩子斜视的危害[N];中国中医药报;2010年
7 彭东;新一代家庭机器人爱学习[N];科技日报;2008年
8 本报记者 姚天宇 通讯员 王佳颖;先进数字化技术为型号把脉[N];中国航天报;2015年
9 武警总医院眼科泪器病中心主任 陶海;3D电视 5种人不宜看[N];健康报;2013年
10 成都 虎永存;3D的6种方式技术详解[N];电子报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈然;基于立体视觉的风洞模型三维变形与姿态测量技术研究[D];华中科技大学;2019年
2 孔祥龙;基于多视图几何的惯性/立体视觉组合导航方法研究[D];国防科学技术大学;2017年
3 查道路;实时双目计算机立体视觉关键技术研究[D];中国科学技术大学;2019年
4 邓子贤;野外大视场立体视觉空间坐标测系统自标定方法研究[D];天津大学;2017年
5 高瞻宇;基于立体视觉的空间动态目标测量与跟踪算法设计[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2018年
6 韩天奇;面向各类反射表面的光度立体视觉方法研究[D];浙江大学;2016年
7 崔家山;三维运动立体视觉测量方法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
8 张金凯;介观尺度零件变视场结构光显微立体视觉测量方法研究[D];上海交通大学;2015年
9 王跃宗;SLM显微立体视觉量化和三维数据重构研究[D];大连理工大学;2003年
10 谢利民;基于近场照明的光度立体视觉算法研究[D];华中科技大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴昊天;基于立体视觉和滤波算法的无人船环境感知技术研究[D];浙江大学;2020年
2 柴志文;基于立体视觉的航天器目标动态测试关键技术研究[D];合肥工业大学;2019年
3 张一鸣;基于FPGA的立体视觉信号处理系统设计与实现[D];电子科技大学;2019年
4 刘晓琪;立体视觉显著性检测关键技术研究[D];杭州电子科技大学;2019年
5 肖旭;基于主动立体视觉的深度感知研究[D];合肥工业大学;2019年
6 胥任杰;融合双目视觉与光度立体视觉的空间自由曲面测量方法[D];电子科技大学;2019年
7 苏兵;基于变焦立体视觉的障碍物检测方法研究[D];大连理工大学;2019年
8 刘智杰;基于立体视觉的车载环境建模方法研究[D];大连理工大学;2019年
9 罗志华;基于立体视觉的微特电机定子装配技术[D];广东工业大学;2019年
10 张逢哲;立体视觉测量系统关键技术研究[D];国防科技大学;2017年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026