22/08/31추상적인
해양 환경 이해는 자원 탐지 및 수중 구조물 조사와 같은 다양한 수중 임무에 필수적입니다. 이러한 임무는 자율 수중 잠수정(AUV)의 개입 없이는 수행할 수 없습니다. 자율 수중 잠수정(AUV)을 사용하여 수중 탐사 임무를 수행하는 것은 제한적입니다.
내장 배터리 및 데이터 저장 용량이 부족하기 때문입니다. 이 문제를 해결하기 위해 AUV의 수중 충전 및 데이터 전송 기능을 제공하는 수중 도킹 스테이션이 사용됩니다. 이 도킹 스테이션은 탁도와 저조도 조건이 AUV의 작동을 저해하는 주요 요인인 역동적인 해양 환경에 설치되도록 설계되었습니다.
성공적인 도킹 작업. AUV를 도킹 스테이션으로 정밀하게 유도하기 위해 일반적으로 능동 또는 수동 마커 기반 비전 유도 알고리즘이 사용됩니다. 본 논문에서는 락인 감지(lock-in detection)를 이용한 비전 기반 유도 방법을 제안하여 탁도의 영향을 완화하고 원치 않는 광원이나 잡음이 있는 광원을 동시에 차단합니다. 락인 감지 방법은 도킹 스테이션에 위치한 광 비콘의 점멸 주파수를 고정합니다.
스테이션에서 다른 주파수의 원치 않는 빛의 효과를 성공적으로 소멸시킵니다. 제안된 방법은 시뮬레이션된 도킹 스테이션에 설치된 고정 주파수로 방출하는 두 개의 광 비콘과 단일 sCMOS 카메라를 사용합니다. 제안된 접근법의 타당성을 보여주기 위해 개념 증명 실험을 수행했습니다. 얻어진 결과는 본 방법이 다양한 탁도 수준에서 광 비콘을 인식할 수 있으며, 원치 않는 빛을 효율적으로 제거할 수 있음을 보여줍니다.
비전 기반 유도 알고리즘의 이 단계에서는 별도의 이미지 처리를 사용하지 않고 빛을 사용합니다. 제안된 방법의 효과는 각 탁도 수준에서 탐지 방법의 참양성률을 계산하여 검증합니다.
그림. 잠금 감지의 원리.
그림 a) 시뮬레이션된 도킹 스테이션 중앙에 설치된 63Hz로 변조된 활성 광 비콘과 55Hz 및 0Hz로 방출되는 두 개의 배경 광원을 사용하여 맑은 물에서 촬영한 원시 카메라 프레임. b) 잠금 감지 후 이진화된 결과는 63Hz에서 적용됩니다. c) 잠금 감지 후 이진화된 결과는 55Hz에서 적용됩니다.
영상기술 분석
비전 기반 탐색은 광학 센서의 도움을 받습니다. 광학 센서는 높은 정확도의 위치 지정, 외부 감지에 대한 낮은 취약성, 다중 작업 용량 측면에서 다른 탐색 방법보다 성능이 뛰어나지만 수중 환경에서는 빛의 감쇠와 산란이 발생하는 단점이 있습니다.
더욱이, 심해에서 AUV가 뿜어내는 진흙으로 인한 탁도는 시각 기반 방법의 적용을 더욱 어렵게 만들 수 있습니다.디아나 400BSI카메라는 실험에 필요한 유연성을 제공하며, 빠른 속도와 높은 신호 대 잡음비를 갖추고 있으며, 잡음 속의 약한 신호를 추출할 수 있고, 소프트웨어와 협력하여 이미지 시계열에 대한 잠금 시간 감지를 달성할 수 있습니다.
참고 출처
Amjad RT, Mane M, Amjad AA 외. 고탁수역에서의 광비콘 추적 및 수중 도킹에의 응용[C]//Ocean Sensing and Monitoring XIV. SPIE, 2022, 12118: 90-97.
