[发明专利]一种光栅化管道的前视成像声呐与双目相机联合仿真方法

权利要求书

1.一种光栅化管道的前视成像声呐与双目相机联合仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、构建基于前视成像声呐与双目相机的视频目标跟踪系统，完成传感器插件的配置与仿真环境的搭建；

步骤2、在Gazebo框架下导入双目相机模型并加入目标，通过发布话题的方式利用Rviz对左右目中的图像进行观测；

步骤3、通过计算机仿真的方式，模拟水下声呐的工作过程，由Gazebo模拟器和机器人构建套件(ROCK)框架之间的集成组成虚拟场景，再通过着色器渲染从OpenSceneGraph 3D场景帧中提取具有深度、强度缓冲及角度失真值的3通道矩阵，随后进行融合和处理以生成合成声呐数据；

步骤4、基于多传感器成像特性，计算水下目标在水下多传感器检测跟踪系统坐标系和成像声呐坐标系下的测量值。

2.如权利要求1所述的光栅化管道的前视成像声呐与双目相机联合仿真方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1、设计基于光栅化管道的前视成像声呐与双目相机的水下目标仿真系统；

步骤1.2、在Gazebo框架内完成对仿真环境的配置。

3.如权利要求2所述的光栅化管道的前视成像声呐与双目相机联合仿真方法，其特征在于，所述步骤1.1包括系统机构设计、传感器插件设计、目标模型设计。

4.如权利要求1所述的光栅化管道的前视成像声呐与双目相机联合仿真方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、启动双目相机元件的launch文件，应用于空的世界模型(empty world)中，并发布左右目图像的话题，用于后续观测成像；

步骤2.2、在empty world中向双目相机朝向方向加入不同形状的目标模型；

步骤2.3、启动Rviz，分别对左右目所发布的话题进行接收，观测目标在左右目中的成像。

5.如权利要求1所述的光栅化管道的前视成像声呐与双目相机联合仿真方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、进行水下场景渲染，利用Rock-Gazebo集成提供的水下场景，加载模拟模型；

步骤3.2、进行声呐渲染，使用虚拟摄像机对水下场景采样，通过GPU上的着色器渲染计算参数；

步骤3.3、进行声呐装置的模拟操作，分割着色器矩阵，分别定义面元距离和回波强度；将散斑噪声应用于声呐数据，并对声呐数据进行处理。

6.如权利要求5所述的光栅化管道的前视成像声呐与双目相机联合仿真方法，其特征在于，所述步骤3.2计算参数包括声呐视场、回波强度和脉冲距离。

7.如权利要求1所述的光栅化管道的前视成像声呐与双目相机联合仿真方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：

步骤4.1、计算水下视频目标在水下多传感器检测跟踪系统坐标系下的测量值；

步骤4.2、计算水下视频目标在成像声呐坐标系下的测量值。

8.如权利要求1所述的光栅化管道的前视成像声呐与双目相机联合仿真方法，其特征在于，所述双目相机为橙色的立方体。

9.如权利要求1所述的光栅化管道的前视成像声呐与双目相机联合仿真方法，其特征在于，所述双目相机左右目发布的话题分别为“left”和“right”。

10.如权利要求1所述的光栅化管道的前视成像声呐与双目相机联合仿真方法，其特征在于，所述目标形状包括长方体与球体。