面向无人船的天空区域检测算法

高志远， 詹文强， 元海文

(1.广东理工学院 工业自动化系， 广东 肇庆 526100； 2.武汉理工大学 航运学院， 湖北 武汉 430063； 武汉工程大学 电气信息学院， 湖北 武汉 430223)

水面无人船是一种能够在湖泊、江河及海洋环境下自主航行，并完成各种任务的水面运动平台[1]。无人船作为一种智能化、机动化、网络化的水面交通工具，具有价格便宜、灵活机动、环境适应能力强等优点。无人船已经广泛应用于各种场景执行不同任务，可以代替人工在危险情况下执行特殊任务[2]。无人船要在复杂环境下具备自主航行的能力，首先需要实时准确感知自身状态信息和周围环境信息。根据空间位置的不同，水上航行场景可分为天空、陆地和水面三个区域，识别这些区域在无人船视觉图像中的分布，不仅可以增强无人船对周围环境的感知，同时也能通过参考这些信息对自身状态进行感知[3-4]。

针对无人船水上视觉场景感知，一些研究者尝试通过进行水天线的检测，来辅助估计自身俯仰角和横滚角，并通过水天线来优化水上目标检测，因为实际环境中水上目标大部分会出现在水天线附近[5-6]。这些水天线的检测主要针对的是海上航行环境，因为在海上场景中，图像主要由天空和海面区域构成，水面边界只和天空连接[7-8]。而对于一些民用无人船，大部分应用场景为内河和湖泊，水面边界不仅包括与天空的连接，还包括与陆地的连接区域[9]。因此一些研究者针对湖泊区域，提出水岸线检测方法[10-11]。……