王慧芳 陈远明 彭荣发 洪晓斌

开发设计

基于改进RGHS和Canny算子的水下图像边缘检测方法*

王慧芳1陈远明2彭荣发1洪晓斌1

（1.华南理工大学机械与汽车工程学院，广东 广州 510640 2.华南理工大学土木与交通学院，广东 广州 510640）

无人船航行过程中容易遇到漂浮物、礁石、冰山等障碍物，需获取障碍物水上、水下的完整轮廓图像，以进行有效避障。由于水下环境和水对光波的折射、反射、吸收等原因，直接对相机获取的障碍物水下图像进行边缘探测难以达到理想效果。为此，首先，采用相对全局直方图拉伸方法实现障碍物水下图像的去雾处理，获取障碍物水下图像色彩恢复后的图像信息；然后，利用改进Canny算子的边缘检测算法进行障碍物水下图像外轮廓和内轮廓检测；最后，根据图像中水平面的成像特征进行拟合寻找水平线，去除倒影。实验结果表明：该方法能够有效获得完整的障碍物水下图像轮廓。

无人船；RGHS；倒影检测；Canny算子

0 引言

无人船具有高度综合感知能力，能够在复杂未知的水体环境下执行任务，在海域巡察、水质监控和水下结构检测等领域应用广泛。无人船作业环境复杂，完备的避障能力不仅是安全航行的保障，也是执行任务的前提[1]。无人船航行时不仅会遇到水上障碍物，还会遇到水下障碍物，如冰山、暗礁等。近年来，水上障碍物识别避让是无人船研究的热点问题[2]。但水下障碍物或障碍物水下部分的避障识别，有待进一步研究。

障碍物水下轮廓检测主要涉及水下图像增强（又称水下图像色彩恢复）和图像边缘检测2方面。……