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基于生成图像数据的水下目标检测与识别
一、项目简介 水下目标检测与识别，是水下机器人等相关系统能够被高效应用的前提。然而现有系统难以应对水下图像能见度较低，对比度差，存在颜色漂移和边缘模糊等问题；另外，水下图像样本稀少且缺乏足够的变化性，使得相关基于机器学习的目标检测与识别系统由于缺乏训练样本而无法有效应用。 二、前期研究基础 项目利用深度学习等新的理论突破，提出两种解决方案，一种是通过结合水下成像原理与深度风格迁移、生成对抗网络等算法，由普通光学图像生成水下图像，构建水下图像目标检测与识别仿真库，该数据库一方面数据量大且具有较大的变化性，也即场景与目标均具有较大的变化性；另一方面，由于是由普通光学图像迁移获得，因而也可以直接应用普通光学图像自身的标签信息，无需再对其进行标注。另一种是研究基于水下退化图像处理算法的检测和识别系统，解决由水下图像的色彩漂移和细节丢失等退化现象带来的目标检测和识别问题。同时通过水下退化图像处理模块和检测识别系统的联合优化技术，可以实现退化图像的增强方法与检测识别系统的最佳匹配。在保证处理后的退化图像性能指标的前提下，进一步提升水下图像的目标检测识别性能。 三、应用技术成果 1）基于深度学习风格迁移的水下图像生成效果示例 a为自然场景图像中的目标检测结果；b为模拟生成的水下风格图像及其目标检测结果；c为图像增强后的目标检测结果。 四、合作企业 无
厦门大学
2021-04-11
喷水推进型水下滑翔机观测系统
华中科技大学
2021-04-10
混合驱动水下航行器关键技术与应用
项目所属科技领域为海洋装备技术。项目突破了小型化混合驱动水下滑翔机大深度、长航程、高精度等关键技术，发明了小型化大容量浮力精准调节装置、海洋温差能驱动装置及螺旋桨与浮力调节混合驱动装置，引领了新型水下滑翔机技术发展。已授权中国发明专利21项、美国专利1项，发表论文68篇。研制成功系列化产品，应用于我国重大工程和海洋科学研究，取得显著经济效益和社会效益，为国家海洋经济发展和提升海洋国防能力做出重大贡献。
天津大学
2021-04-10
一种多关节柔性水下机械臂
本实用新型涉及一种多关节柔性水下作业机械臂，该机械臂的结构主要由几个重复的手臂关节单元、用于安装手臂的底座、臂体末端的手爪以及末端传感器等组成。安装在底座的电机驱动柔性绳，通过改变柔性绳的长度来实现对机械臂臂体偏转、俯仰运动的控制，臂体到达指定位置后，手爪张合来实现对目标物的抓取。末端传感器主要用来检测机械臂位置，实现闭环控制的要求。该种机械臂主要用做深海ROV末端作业工具，相较于典型的6自由度+手爪的结构，具有结构轻巧、质量小以及冗余自由度大的优点。
浙江大学
2021-04-13
海缆智能探测巡检水下机器人
研制的新型水下飞行式智能探测巡检机器人通过长艏翼设计，可搭载双三轴正交电磁探测设备，以突破水下声、光设备探测盲区，克服海缆（尤其是海底光缆）直径细小、海床掩埋等探测挑战，实现近海底飞行式探测与巡检，为海缆智能运维提供关键技术支撑。该水下机器人为国内首款面向海缆智能运维的无人无缆自主探测巡检装备，可通过日常巡检评价海缆安全风险，制定海缆系统运维计划。该装备还可对海缆进行故障点快速定位，辅助完成海缆快速打捞和故障修复。
图 1飞行式长艏翼水下机器人近底探测巡检海缆场景
图2 自主研发的海缆智能探测巡检水下机器人
图3 水下机器人模拟海缆探测湖上试验
水下机器人深度等级300米（可根据场景需求进行升级）；有效探测磁场强度≥10nT；巡航速度3节、探测巡航速度1-2节。
华中科技大学
2023-02-20
水下机器人 C4SAUV01
由水下动力系统、视觉系统、控制系统和通信系统 等组成。其中动力系统由四个水下推进器模组、动力电池模组、电机驱动等部分 构成。视觉系统由直流无刷云台、1080p 实时视频模块、可选高清运动摄像机等 部分组成。
上海理工大学
2021-01-12
基于矢量推进的观测型水下机器人
该基于矢量推进的观测型水下机器人有8个矢量布置的推进器，得益于推进器的矢量布置方式，水下机器人除了完成基本的上浮下潜、平面运动外还可以完成诸如定点旋转、纵横倾运动等运动。
华中科技大学
2021-04-10
一种基于涡旋运动的碟形水下航行器
本实用新型公开了一种基于涡旋运动的碟形水下航行器，采用碟状导流罩，碟状导流罩的周向设有至少一个周向推进器，垂向设有涡旋生成机构和至少一个垂向推进器。周向推进器用于驱动航行器在碟状导流罩水平面内的运动；垂向推进器用于驱动航行器在碟状导流罩垂直方向上的运动；涡旋生成机构用于产生相对于吸附面的吸附力。本实用新型提出一种基于涡旋吸附机制实现物体表面吸附的新技术，使得水下航行器具有牢靠的表面吸附能力；配合推进器的推进作用，航行器兼具爬行和游行全向运动能力，较现有爬行或游行水下航行器有航行速度快、运动控制敏捷的优点。根据需要搭载探测传感器和作业工具，可用于执行水下工程检测、应急搜索及施工作业等任务。
浙江大学
2021-04-13
一种带有菱形翼的新型水下航行器
本实用新型公开了一种带有菱形翼的新型水下航行器，该水下航行器包括艏部整流罩、中部耐压壳体、尾部整流罩及菱形翼，艏部整流罩、中部耐压壳体、尾部整流罩构成航行器的艇体部分，菱形翼由一对后掠翼和一对前掠翼组成，后掠翼及前掠翼位于不同水平面上，在水平投影面上呈现菱形结构。本实用新型对水下滑翔机进行整体规划，通过改变滑翔翼的布局和构型，采用菱形翼的构型设计，突破了传统水翼构型的限制，可提高升阻比，优化水下滑翔机的滑翔性能，实现更优良的水动力性能，扩大水下航行器作业范围。
浙江大学
2021-04-13
基于偏振成像的水下考察勘探成像观察仪
Ø 成果简介：对于自然光照明的水下场景，不同距离上目标场景的偏振信息不同。当采用线/圆偏振光照明时，目标场景的退偏度一般均大于水体散射光的退偏度，利用该特性来滤除传输路径上的水体后向散射光。本成果研究了自然光在水下传输的偏振变化规律，提出一种利用目标和背景偏振差异进行水下低对比度图像复原的方法，利用偏振成像及其图像处理技术，研制水下考察勘探成像观察仪(照相机或摄像机)，实现在日光照明或全色主动照明条件下对海洋、湖泊、水库等的水下观察、勘探和救援等。其观察距离较裸眼远3~5倍，较
北京理工大学
2021-04-14