低光照环境下基于定制椭圆的无人船姿态视觉测量

作     者：邓冬进 葛泉波 戴跃伟 DENG Dongjin;GE Quanbo;DAI Yuewei

作者机构：南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学自动化学院江苏南京210044 江苏大数据分析与智能系统省高校重点实验室江苏南京210044 大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京应用数学中心江苏南京210044 

出 版 物：《智能系统学报》 (CAAI Transactions on Intelligent Systems)

年 卷 期：2025年第20卷第2期

页      面：486-494页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(62033010) 江苏高校“青蓝工程”项目(R2023Q07) 

主　　题：阈值分割 弧弦比 特征映射 二义性 八邻域跟踪 姿态视觉 椭圆平面法 快速椭圆检测 

摘      要：针对低光照条件下图像对比度低和噪声增多导致单目视觉姿态测量不准确的问题,提出基于快速椭圆检测的无人船姿态估计方法。首先,通过自适应颜色阈值分割技术与颜色和对比度增强技术相结合来提升边缘信息的获取精确度。其次,设计八邻域跟踪与弧弦比方法去除低光照图像噪声引起的伪弧,并结合改进的圆弧特征映射技术进一步区分伪弧段,以减少参数拟合的计算负担。最后,利用椭圆平面法向量和矩形法向量的平行性消除椭圆姿态角计算的二义性,以提高算法在低光照环境下的鲁棒性。实验表明,提出的无人船姿态估计算法具有更快的检测速度,同时保持更高的估计精度。