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1、2012-11兵工自动化31(11)OrdnanceIndustryAutomation·87·doi:10.3969/j.issn.1006-1576.2012.11.023基于图像识别的水下机器人自主避障系统112331秦峰，刘甜甜，尤海鹏，麦宇庭，赵黎明，陈言俊(1.山东大学工程训练中心，济南250002；2.山东大学控制科学与工程学院，济南250061；3.山东大学软件学院，济南250101)摘要：随着人类海洋活动的发展，水下自主机器人成为海洋勘察和科学研究的重要装备。设计一种基于图像识别的水下机器人自主避障系统，在无人干预的条件下实现机器人水下自主
2、巡航、规避障碍、上浮下潜和实时数据传输。该系统采用CMOS模拟摄像头结合LM1881视频分离芯片提取视频模拟信号，MC9S12XS128单片机外部中断功能和内部AD转换器转换成数字信号，被转换出来的数据直接使用边缘检测算法实现障碍物的识别。数字信号和视频流也会经nRF24L01无线数据模块传到上位机，上位机将数据接收后进行相应显示，并可直接显示视频流，对水下环境进行实时监控。同时无线视频采集卡的影像模块采用OpenCV库进行的二次开发，完成上位机更加复杂的图像识别算法。并通过实例进行实验验证。实验结果表明，该系统能通过图像识别实现自主的水底探测和避障，具有较
3、高的性价比和实用价值。关键词：图像识别；水下机器人；边缘检测算法；OpenCV中图分类号：TP242文献标志码：AAutonomousAvoidanceSystemofUnderwaterRobotBasedonImageRecognition112331QinFeng,LiuTiantian,YouHaipeng,MaiYuting,ZhaoLiming,ChenYanjun(1.EngineeringTrainingCenter,ShandongUniversity,Jinan250002,China;2.SchoolofControlScience&E
4、ngineering,ShandongUniversity,Jinan250061,China;3.CollegeofSoftware,ShandongUniversity,Jinan250101,China)Abstract:Withthedevelopmentofhumanactivitiesintheoceans,underwaterautonomousrobotshavebecomeimportantequipmentsformarinesurveyingandscientificresearch.Inthispaper,anavoidancesys
5、temofautonomousunderwatervehicle(AUV)isdesignedbasedontheimagerecognitiontechnology,implementingunderwaterautonomouscruise,avoidingobstacles,floatinganddiving,real-timedatatransmission.ThesystemusesaCMOSanalogcameraandLM1881videoseparationchiptoextracttheanalogvideosignal.Theanalog
6、videosignalisconvertedtodigitalsignalbytheMC9S12XS128singlechipexternalinterruptionfunctionandinternalADtransducer.Thentheedgedetectionalgorithmisusedtorecognizeobstaclesthroughthedigitalvideosignal.ThedigitalsignalandvideostreamingwillbetransmittedtotheuppercomputerbynRF24L01wirel
7、essdatamodule.Afterthedataisreceived,theprogramrunningonthehostcomputerwilldisplaythedataandpicturetothescreen,inordertomonitortheunderwatersituationinreal-time.Atthesametime,thevideomoduleofwirelessvideocollectioncardusesOpenCVbasetosecondarydevelopmentandrealizemorecomplexalgorit
8、hmofupperPC.Theresultsshow
