22/08/31Περίληψη
Η κατανόηση του θαλάσσιου περιβάλλοντος είναι ζωτικής σημασίας για μια ποικιλία υποβρύχιων αποστολών, όπως η ανίχνευση πόρων και η επιθεώρηση υποβρύχιων κατασκευών. Αυτές οι εργασίες δεν μπορούν να εκτελεστούν χωρίς την παρέμβαση αυτόνομων υποβρύχιων οχημάτων (AUV). Η χρήση αυτόνομων υποβρύχιων οχημάτων (AUV), για την πιθανή εκτέλεση υποβρύχιων αποστολών εξερεύνησης, είναι περιορισμένη.
λόγω ανεπαρκούς ενσωματωμένης μπαταρίας και χωρητικότητας αποθήκευσης δεδομένων. Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, χρησιμοποιούνται υποβρύχιοι σταθμοί σύνδεσης για την παροχή της δυνατότητας υποβρύχιας φόρτισης και μεταφοράς δεδομένων για τα AUV. Αυτοί οι σταθμοί σύνδεσης έχουν σχεδιαστεί για εγκατάσταση στο δυναμικό ωκεάνιο περιβάλλον, όπου η θολότητα και οι συνθήκες χαμηλού φωτισμού αποτελούν βασικές προκλήσεις που εμποδίζουν την
επιτυχής λειτουργία σύνδεσης. Οι αλγόριθμοι οπτικής καθοδήγησης που βασίζονται σε ενεργούς ή παθητικούς δείκτες χρησιμοποιούνται συνήθως για την ακριβή καθοδήγηση του AUV προς τον σταθμό σύνδεσης. Σε αυτή την εργασία, προτείνουμε μια μέθοδο οπτικής καθοδήγησης, χρησιμοποιώντας ανίχνευση κλειδώματος, για τον μετριασμό της επίδρασης της θολότητας και την ταυτόχρονη απόρριψη των ανεπιθύμητων πηγών φωτός ή των θορυβωδών φωτιστικών. Η μέθοδος ανίχνευσης κλειδώματος κλειδώνει τη συχνότητα αναλαμπής των φωτεινών φάρων που βρίσκονται στη σύνδεση.
σταθμό και εξαφανίζει με επιτυχία την επίδραση του ανεπιθύμητου φωτός σε άλλες συχνότητες. Η προτεινόμενη μέθοδος χρησιμοποιεί δύο φωτεινούς φάρους, που εκπέμπουν σε σταθερή συχνότητα, εγκατεστημένους στον προσομοιωμένο σταθμό σύνδεσης και μία μόνο κάμερα sCMOS. Πραγματοποιούνται πειράματα απόδειξης της ιδέας για να αποδειχθεί η εγκυρότητα της προτεινόμενης προσέγγισης. Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται δείχνουν ότι η μέθοδός μας είναι ικανή να αναγνωρίζει τους φωτεινούς φάρους σε διαφορετικά επίπεδα θολότητας και μπορεί να απορρίψει αποτελεσματικά τους ανεπιθύμητους.
φως χωρίς τη χρήση ξεχωριστής επεξεργασίας εικόνας για αυτό το βήμα του αλγορίθμου καθοδήγησης που βασίζεται στην όραση. Η αποτελεσματικότητα της προτεινόμενης μεθόδου επικυρώνεται υπολογίζοντας τον πραγματικό θετικό ρυθμό της μεθόδου ανίχνευσης σε κάθε επίπεδο θολότητας.
Σχήμα. Αρχή ανίχνευσης κλειδώματος.
Σχήμα α) Ακατέργαστο καρέ κάμερας που λήφθηκε σε καθαρά νερά με τους ενεργούς φωτεινούς φάρους, διαμορφωμένους στα 63 Hz, εγκατεστημένους στον προσομοιωμένο σταθμό σύνδεσης στο κέντρο, και δύο πηγές φωτός υποβάθρου που εκπέμπουν στα 55 Hz και 0 Hz. β) Το δυαδικό αποτέλεσμα μετά την ανίχνευση κλειδώματος εφαρμόζεται στα 63 Hz. γ) Το δυαδικό αποτέλεσμα μετά την ανίχνευση κλειδώματος εφαρμόζεται στα 55 Hz.
Ανάλυση της τεχνολογίας απεικόνισης
Η πλοήγηση που βασίζεται στην οπτική τεχνολογία υποστηρίζεται από οπτικούς αισθητήρες, οι οποίοι διαπιστώνεται ότι ξεπερνούν άλλους όσον αφορά τον εντοπισμό θέσης υψηλής ακρίβειας, τη χαμηλή ευπάθεια σε εξωτερική ανίχνευση και την ικανότητα πολλαπλών εργασιών, αλλά υποφέρουν από εξασθένηση και σκέδαση του φωτός σε υποβρύχιο περιβάλλον.
Επιπλέον, η θολότητα, που προκαλείται από τη λάσπη που εκτοξεύεται από το AUV στα βαθιά νερά, μπορεί να κάνει την εφαρμογή μεθόδων που βασίζονται στην όραση ακόμη πιο δύσκολη.Ντυάνα 400BSIΗ κάμερα παρέχει την ευελιξία που απαιτείται για πειράματα, με υψηλή ταχύτητα και υψηλό λόγο σήματος προς θόρυβο, ικανή να εξάγει ασθενή σήματα σε θόρυβο και να συνεργάζεται με λογισμικό για την επίτευξη ανίχνευσης κλειδώματος χρόνου σε χρονοσειρές εικόνων.
Πηγή αναφοράς
Amjad RT, Mane M, Amjad AA, et al. Παρακολούθηση φωτεινών φάρων σε πολύ θολά νερά και εφαρμογή σε υποβρύχια αγκυροβολία [C]//Αισθητήρας και Παρακολούθηση Ωκεανών XIV. SPIE, 2022, 12118: 90-97.
