22/08/31Abstracto
Comprender el entorno marino es crucial para diversas misiones submarinas, como la detección de recursos y la inspección de estructuras submarinas. Estas tareas no pueden llevarse a cabo sin la intervención de vehículos submarinos autónomos (AUV). El uso de estos vehículos para posibles misiones de exploración submarina es limitado.
Debido a la insuficiente batería a bordo y capacidad de almacenamiento de datos. Para solucionar este problema, se utilizan estaciones de acoplamiento submarinas que permiten la carga y transferencia de datos de los AUV. Estas estaciones de acoplamiento están diseñadas para instalarse en el dinámico entorno oceánico, donde la turbidez y la poca luz son factores clave que dificultan la...
Operación de atraque exitosa. Los algoritmos de guía visual basados en marcadores activos o pasivos se utilizan típicamente para guiar con precisión el AUV hacia la estación de atraque. En este artículo, proponemos un método de guía visual, que utiliza detección de bloqueo, para mitigar el efecto de la turbidez y, simultáneamente, rechazar las fuentes de luz no deseadas o las luminarias ruidosas. El método de detección de bloqueo se fija en la frecuencia de parpadeo de las balizas luminosas ubicadas en la estación de atraque.
y elimina con éxito el efecto de la luz no deseada en otras frecuencias. El método propuesto utiliza dos balizas de luz, que emiten a una frecuencia fija, instaladas en la estación de acoplamiento simulada y una sola cámara sCMOS. Se realizan experimentos de prueba de concepto para demostrar la validez del enfoque propuesto. Los resultados obtenidos muestran que nuestro método es capaz de reconocer las balizas de luz a diferentes niveles de turbidez y puede rechazar eficazmente la luz no deseada.
Luz sin utilizar procesamiento de imágenes independiente para este paso del algoritmo de guía basado en visión. La eficacia del método propuesto se valida calculando la tasa de verdaderos positivos del método de detección en cada nivel de turbidez.
Fig. Principio de detección de bloqueo.
Fig. a) Fotograma de cámara sin procesar capturado en agua clara con las balizas de luz activas, moduladas a 63 Hz, instaladas en la estación de acoplamiento simulada en el centro, y dos fuentes de luz de fondo que emiten a 55 Hz y 0 Hz. b) El resultado binarizado después de la detección de bloqueo se aplica a 63 Hz. c) El resultado binarizado después de la detección de bloqueo se aplica a 55 Hz.
Análisis de la tecnología de imágenes
La navegación basada en visión está asistida por sensores ópticos, que superan a otros en términos de posicionamiento de alta precisión, baja vulnerabilidad a la detección externa y capacidad para múltiples tareas, pero sufren de atenuación y dispersión de la luz en un entorno submarino.
Además, la turbidez causada por el lodo expulsado por el AUV en las profundidades marinas puede dificultar aún más la aplicabilidad de los métodos basados en la visión.Dhyana 400BSILa cámara proporciona la flexibilidad necesaria para los experimentos, con alta velocidad y alta relación señal-ruido, capaz de extraer señales débiles en el ruido y cooperar con el software para lograr la detección de tiempo de bloqueo en series de tiempo de imágenes.
Fuente de referencia
Amjad RT, Mane M, Amjad AA, et al. Seguimiento de balizas luminosas en aguas altamente turbias y aplicación al atraque submarino [C] // Ocean Sensing and Monitoring XIV. SPIE, 2022, 12118: 90-97.
