专利名称：一种水下机器人声视觉三维成像的图像配准方法
技术领域：
本发明涉及声纳图像处理领域，具体涉及一种服水下机器人摇摆引起的目标声纳图像旋转，消除三维重建扭曲失真的不利影响的水下机器人声视觉三维成像图像配准的方法。
背景技术：
近年来，成像声纳在水声领域受到广泛关注和发展，其中三维成像声纳在水质浑浊和光照条件较差的条件下仍可获取水下目标的外形轮廓的细节信息和环境信息。借助计算机可视化技术，可将这些信息以生动的三维图形图像的方式表现出来，通过缩放、移动、转动和测距等操作从各种视角进行观察和分析，提高水下探测的效率。三维成像声纳是一种高分辨率的图像声纳，能够提供非常优秀的图像质量。它以波束形成或声透镜技术为基础，主要有两种技术路线一是采用一维线阵，通过其机械平移合成二维面阵；第二种是直接采用二维面阵，从而在水平、垂直、距离3个方向上直接获得分辨率。两种方式都是先形成轴向对齐的二维图像序列，然后进行计算机三维合成。把图像声纳装载到各种水下智能机器人(Automatic Underwater Vechile, AUV)、遥控水下机器人(ROV)和水下无人潜器(UUV)上进行水下作业，可对水下堤坝、管道、桥墩和海港等进行探测。水下机器人携带高分辨率图像声纳从水面垂直下潜，对目标坝体等进行扫描，获得目标一帧一帧的二维图像。为了确保图像序列的垂直轴向对齐，在下潜过程中声纳与目标的相对方向必须保持一致。水下机器人依靠螺旋桨控制其在水中运动，但由于其非线性水动力学特性、水流的随机干扰和差分反馈控制机制等因素的影响，在下潜过程中会左右摇摆。与机器人刚性连接的图像声纳也跟着左右摇摆，其采集的目标图像则以声纳为中心左右旋转，导致各帧图像不能轴向对齐，三维重建的图像会出现扭曲失真的现象。现有的图像配准技术主要应用在医学图像领域，以相位相关技术为主，但相位相关技术需要原始图像或者参考图像的全部和部分信息，使应用受到限制。本发明涉及的声纳图像三维重建配准技术不依靠任何先验知识，能够自适应的对声纳图像序列进行自动校正，使其轴向对齐，解决由于水下机器人左右摇摆引起的声纳图
像三维重建扭曲失真。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种更简便、计算量更小的水下机器人声视觉三维成像图像配准方法。本发明的目的是这样实现的本发明包括如下步骤
(I)检测目标图像的旋转角度I)分割目标图像，将图像声纳获取的图像I (X，y)转变成灰度图像IgMy(X，y)，将目标与背景分离，即
权利要求
1.一种水下机器人声视觉三维成像的图像配准方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)检测目标图像的旋转角度 1)分割目标图像，将图像声纳获取的图像I(X，y)转变成灰度图像IgMy(x，y)，将目标与背景分离，即
全文摘要
本发明涉及声纳图像处理领域，具体涉及一种服水下机器人摇摆引起的目标声纳图像旋转，消除三维重建扭曲失真的不利影响的水下机器人声视觉三维成像图像配准的方法。本发明包括如下步骤(1)检测目标图像的旋转角度；(2)校正目标图像的旋转；(3)重建校正后的图像序列。本发明不需要任何先验知识，能够自适应的对声纳图像序列进行校正，使它们在轴向对齐。克服了传统配准方法必须有参考图像的缺点。本发明是一种快速的自动配准方法，计算量小。
文档编号G06T7/00GK103226828SQ20131012119
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者聂东虎, 乔钢, 孙宗鑫, 周锋, 马雪飞, 刘淞佐, 章佳荣, 张禹, 于洋 申请人:哈尔滨工程大学