基于图像处理的立管末端水下定位方法

摘要/Abstract

摘要：

摘要：运用图像处理方法对立管末端进行定位.通过无人遥控潜水器(ROV)搭载水下摄像头捕获立管末端的实时运动图像，图像模式匹配程序根据固连在立管末端的标识图案的形状进行匹配，并从图像中将标识图案区分出来，再利用图案中心点坐标信息和投影关系计算出立管标识点和井口相对于摄像头的三维坐标，进而得到世界坐标系下立管末端与井口的相对位置.通过水池试验,验证了该方法定位准确且具有实时性，可以应用于自动立管入井控制.

关键词: 立管, 图像处理, 无人遥控潜水器, 相对位置, 模型实验

Abstract:

Abstract： Entry operation is required to connect a riser end with a bottom platform on the seabed. In entry operation, the relative position between the riser end and the bottom platform should be measured. To facilitate entry operation, a positioning approach based on image processing was presented in this paper, which is convenient to measure the relative position between the riser end and the bottom with underwater cameras onboard a remotely operated vehicle (ROV). During image processing, the targets of the riser end and the bottom platform were recognized from the obtained image by matching the contour models of the targets, and the regions of targets were highlighted. In the regions, the coordinates of riser end and the bottom of platform referred to the camera were calculated from rectangle marks on the tabs attached to the riser end and the bottom platform. The relative position between the riser end and the bottom platform can be determined thereby. To test the effectiveness of the approach, a model experiment in water tank was conducted.
Key words：

Key words: riser, image processing, remotely operated vehicle (ROV), relative position, model experiment

中图分类号:

P 756

逯翔,冯正平,徐雪松. 基于图像处理的立管末端水下定位方法[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(12): 1802-1808.

LU Xiang,FENG Zhengping,XU Xuesong. Positioning for Entry Control of Deep-Sea Risers Based on Image Processing[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2014, 48(12): 1802-1808.

参考文献

［1］He W, Ge S S, How B V E,et al. Robust adaptive boundary control of a flexible marine riser with vessel dynamics［J］. Automatica, 2011,47(4): 722732.

［2］李守军，包更生，吴水根. 水声定位技术的发展与展望［J］. 海洋技术, 2005,24(1):130133.

LI Shoujun, BAO Gengsheng, WUShuigen. A practical overview and prospect of acoustic positioning technology［J］. Ocean Technology,2005,24(1):130133.

［3］Hong Y A. Study on dynamics of a flexible marine riser［D］. Japan:Kyushu University.2004.

［4］XU Xuesong, WANG Shengwei. A flexiblesegmentmodelbased dynamics calculation method for free hanging marine risers in reentry［J］. China Ocean Engineering, 2012,26(1):139152.

［5］Xu X S, Koterayama W,Nakamura M. An image analysis approach to the 3D position measurement of riser end［J］. Journal of the Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers, 2008,7: 3138.

［6］陈丽芳,刘渊,须文波. 改进的归一互相关法的灰度图像模板匹配方法［J］. 计算机工程与应用, 2011,47(26):181183.

CHEN Lifang,LIU Yuan,XU Wenbo. Improved normalized correlation of gray image template matching method［J］. Computer Engineeing and Applications, 2011,47(26):181183.

［7］张乾. 基于灰度图像匹配方法的铁水罐车定位技术研究［J］.机电设备,2013(5)：2529.

ZHANG Qian. Study on positioning technology of liquid iron tank based on gray image matching method［J］. Mechanical and Electrical Equipment,2013(5):2529.

［8］王盛炜, 徐雪松, 姚宝恒, 等. 针对立管重入进过程中等路径段加速度的改进型蚊群优化算法［J］. 上海交通大学学报, 2013，47（10）： 15851590.

WANG Shengwei, XU Xuesong, YAO Baoheng, et al. Improved ant colony optimization for accelerations of equallength paths of riser reentry［J］. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2013,47(10):15851590.

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[1]	刘庆升, 薛鸿祥, 袁昱超, 唐文勇. 含复合材料结构的非黏结柔性立管弯曲特性[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(9): 1247-1255.
[2]	孙棪伊, 范文晶, 曾远帆, 干兴业, 汤日佳, 韩锐. 基于Harris角点检测的装填靶标识别方法[J]. 空天防御, 2022, 5(4): 87-91.
[3]	刘浩 , 张宁 , 王火平 , 朱礼云 , 张宇 . 一种通过增加弯曲段惯性体改善钢悬链线立管运动性能的方法[J]. 海洋工程装备与技术, 2022, 9(1): 37-45.
[4]	李昂, 孙仁. 螺旋列板立管受迫振动时的水动力学研究[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(8): 907-915.
[5]	许晓晨, 李翔, 黄忠, 具德浩, 吕兴才, 黄震. 基于MATLAB图像处理的大缸径定容弹中甲烷/空气射流火焰传播特性[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(5): 490-498.
[6]	宋晓龙，赵维，年廷凯，焦厚滨. 水合物分解条件下海底黏土质斜坡破坏实验模拟[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(1): 43-51.
[7]	袁昱超，薛鸿祥，唐文勇. 计及平台垂荡的立管涡激振动模拟与试验验证[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2019, 53(4): 480-487.
[8]	黄福祥, 李隶辉, 阴炳钢, 刘国锋, 陈金铭. FPSO舷侧立管碰撞损伤与风险研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2019, 6(2): 487-493.
[9]	端木玉, 陈建平, 万德成. 深海串列立管涡激振动的干涉分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2019, 6(1): 438-443.
[10]	陈敏, 陈科, 尤云祥, 李飞. 南海八号深水半潜式平台内孤立波载荷预报[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(1): 42-48.
[11]	赵帆, 刘洋, 时晨. 仙人掌型截面圆柱体群涡激振动响应的水槽试验研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(增刊): 19-25.
[12]	刘晓媛，薛鸿祥，唐文勇. 轴向承载力作用下非粘结柔性立管的侧向失效分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2018, 52(9): 1017-1022.
[13]	许孟孟1,2，冯正平1,2，毕安元1,2，樊斌3，姜涛3. 复杂外形潜水器旋转水动力的计算[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2018, 52(7): 764-769.
[14]	叶海宾. 水泥袋灌浆技术治理立管鹅头悬空工程实践[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(5): 346-351.
[15]	连琏, 魏照宇, 陶军, 任平, 马厦飞. 无人遥控潜水器发展现状与展望[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(4): 223-231.