22/08/31Abstrait
La compréhension du milieu marin est essentielle à diverses missions sous-marines, telles que la détection de ressources et l'inspection de structures sous-marines. Ces tâches sont impossibles à réaliser sans l'intervention de véhicules sous-marins autonomes (AUV). Leur utilisation pour des missions d'exploration sous-marine est limitée.
En raison d'une batterie embarquée et d'une capacité de stockage de données insuffisantes, des stations d'accueil sous-marines sont utilisées pour recharger et transférer des données sous l'eau. Ces stations sont conçues pour être installées dans un environnement océanique dynamique, où la turbidité et la faible luminosité constituent des obstacles majeurs au bon fonctionnement des AUV.
Opération d'amarrage réussie. Les algorithmes de guidage visuel basés sur des marqueurs actifs ou passifs sont généralement utilisés pour guider précisément l'AUV vers la station d'amarrage. Dans cet article, nous proposons une méthode de guidage visuel, utilisant la détection par verrouillage, pour atténuer l'effet de la turbidité et éliminer simultanément les sources lumineuses indésirables ou les luminaires bruyants. La méthode de détection par verrouillage se base sur la fréquence de clignotement des balises lumineuses situées à la station d'amarrage.
La station simulée et élimine efficacement l'effet de la lumière indésirable à d'autres fréquences. La méthode proposée utilise deux balises lumineuses émettant à fréquence fixe, installées sur la station d'accueil simulée, et une seule caméra sCMOS. Des expériences de validation de principe sont réalisées pour démontrer la validité de l'approche proposée. Les résultats obtenus montrent que notre méthode est capable de reconnaître les balises lumineuses à différents niveaux de turbidité et de rejeter efficacement la lumière indésirable.
lumière sans recourir à un traitement d'image distinct pour cette étape de l'algorithme de guidage par vision. L'efficacité de la méthode proposée est validée par le calcul du taux de vrais positifs de la méthode de détection à chaque niveau de turbidité.
Fig. Principe de détection de verrouillage.
Fig. a) Image brute de la caméra capturée dans de l'eau claire avec les balises lumineuses actives, modulées à 63 Hz, installées sur la station d'accueil simulée au centre, et deux sources lumineuses d'arrière-plan émettant à 55 Hz et 0 Hz. b) Le résultat binarisé après détection de verrouillage est appliqué à 63 Hz. c) Le résultat binarisé après détection de verrouillage est appliqué à 55 Hz.
Analyse de la technologie d'imagerie
La navigation basée sur la vision est facilitée par des capteurs optiques, qui surpassent les autres en termes de positionnement de haute précision, de faible vulnérabilité à la détection externe et de capacité à effectuer plusieurs tâches, mais souffrent d'atténuation et de diffusion de la lumière dans un environnement sous-marin.
De plus, la turbidité, causée par la boue soulevée par l'AUV dans les profondeurs marines, peut rendre l'applicabilité des méthodes basées sur la vision encore plus difficile.Dhyana 400BSILa caméra offre la flexibilité requise pour les expériences, avec une vitesse élevée et un rapport signal/bruit élevé, capable d'extraire des signaux faibles dans le bruit et de coopérer avec un logiciel pour obtenir une détection temporelle de verrouillage sur des séries chronologiques d'images.
Source de référence
Amjad RT, Mane M, Amjad AA, et al. Suivi de balises lumineuses dans des eaux très turbides et application à l'amarrage sous-marin[C]//Ocean Sensing and Monitoring XIV. SPIE, 2022, 12118 : 90-97.
