[发明专利]自主水下机器人控制系统及声纳目标跟踪方法

摘要

本发明公开了一种自主水下机器人控制系统及声纳目标跟踪方法，提供了一种能够实现遥控作业和自主作业两种功能的控制系统以及一种自主水下机器人声纳目标跟踪方法。整个跟踪流程包括目标检测、目标质心点特征提取和目标跟踪三部分。在声纳目标检测方面，本发明直接从声纳原始伪彩色图像中提取出运动目标，更加方便快捷，同时引入背景更新因子实时更新背景。在声纳目标跟踪方面，本发明引入基于分类重采样的粒子滤波声纳目标跟踪算法，重采样过程中根据预设权值参考值保留大权值粒子，去掉小权值粒子，同时根据挑选出粒子个数的多少采用不同的复制方案，一定程度上保持了粒子的多样性。

主权项

一种自主水下机器人控制系统，其特征在于，包括水面控制系统和水下控制系统，所述水面控制系统包括笔记本、第一光电转换器、光纤、第一数传电台；所述光电转换器与笔记本相连，所述光纤与光电转换器相连，数传电台与笔记本相连；所述水下控制系统包括第二光电转换器、云台摄像头、PC104主控板、电源管理系统、电池模块、stm32从控板、第二数传电台、传感器模块、水下灯、水平舵机、垂直舵机、电机模块、漏水检测模块、下载口、抛载模块；所述第二光电转换器和第二数传电台与PC104主控板相连，接收水面控制系统控制指令并将水下控制系统采集到的数据传至水面控制系统；所述电池模块通过电源管理系统给整个水下控制系统供电；电机模块接收stm32从控板发出的控制指令，驱动螺旋桨转动；水平舵机接收stm32从控板的信号，改变自主水下机器人的运行方向，垂直舵机接收stm32从控板的信号，控制自主水下机器人的上浮下潜；水下灯接收stm32从控的控制信号；电源管理系统和漏水检测模块检测电池状态信息和机器人内部环境信息发送给stm32从控板；传感器模块采集位置、姿态、深度、声纳数据传回PC104主控板；PC104主控板通过stm32从控板采集水下控制系统各单元数据，并通过第二光电转换器或第二数传电台发至水面控制系统。