22/08/31Abstrakt
Forståelse av havmiljøet er avgjørende for en rekke undervannsoppdrag, som ressursdeteksjon og inspeksjon av undervannsstrukturer. Disse oppgavene kan ikke utføres uten inngripen fra autonome undervannsfartøyer (AUV-er). Bruken av autonome undervannsfartøyer (AUV-er) for potensielt å utføre undervannsutforskningsoppdrag er begrenset.
på grunn av utilstrekkelig batterikapasitet og datalagringskapasitet ombord. For å løse dette problemet brukes undervannsdokkingstasjoner for å gi mulighet for undervannslading og dataoverføring for AUV-er. Disse dokkingstasjonene er designet for å installeres i det dynamiske havmiljøet, der turbiditet og dårlige lysforhold er viktige utfordringer som hindrer
Vellykket dokking. Visjonsveiledningsalgoritmene basert på aktive eller passive markører brukes vanligvis til å veilede AUV-en presist mot dokkingstasjonen. I denne artikkelen foreslår vi en visjonsbasert veiledningsmetode, som bruker låsingsdeteksjon, for å redusere effekten av turbiditet og samtidig avvise uønskede lyskilder eller støyende armaturer. Låsingsdeteksjonsmetoden låser blinkefrekvensen til lyssignaler plassert ved dokkingstasjonen.
stasjon og fjerner effekten av uønsket lys ved andre frekvenser. Den foreslåtte metoden bruker to lysfyr, som sender ut lys med en fast frekvens, installert ved den simulerte dokkingstasjonen og et enkelt sCMOS-kamera. Konseptutprøvingseksperimenter utføres for å vise gyldigheten av den foreslåtte tilnærmingen. De oppnådde resultatene viser at metoden vår er i stand til å gjenkjenne lysfyrene ved forskjellige turbiditetsnivåer, og den kan effektivt avvise de uønskede
lys uten å bruke separat bildebehandling for dette trinnet av den synsbaserte veiledningsalgoritmen. Effektiviteten til den foreslåtte metoden valideres ved å beregne den sanne positive raten for deteksjonsmetoden ved hvert turbiditetsnivå.
Fig. Prinsipp for innelåsningsdeteksjon.
Fig. a) Rå kamerabilde tatt i klart vann med aktive lyssignaler, modulert ved 63 Hz, installert på den simulerte dokkingstasjonen i midten, og to bakgrunnslyskilder som sender ut lys ved 55 Hz og 0 Hz. b) Det binære resultatet etter låsingsdeteksjon brukes ved 63 Hz. c) Det binære resultatet etter låsingsdeteksjon brukes ved 55 Hz.
Analyse av bildeteknologi
Visuell navigasjon hjelpes av optiske sensorer, som viser seg å overgå andre når det gjelder høy nøyaktighet i posisjonering, lav sårbarhet for ekstern deteksjon og kapasitet for flere oppgaver, men lider av demping og spredning av lys i et undervannsmiljø.
Dessuten kan turbiditeten, forårsaket av gjørmen som blåses opp av AUV-en i dyphavet, gjøre anvendeligheten av visjonsbaserte metoder enda mer utfordrende.Dhyana 400BSIKameraet gir den fleksibiliteten som kreves for eksperimenter, med høy hastighet og høyt signal-til-støy-forhold, i stand til å trekke ut svake signaler i støy, og samarbeide med programvare for å oppnå låst tidsdeteksjon på bildetidsserier.
Referansekilde
Amjad RT, Mane M, Amjad AA, et al. Sporing av lysfyr i svært grumsete vann og anvendelse for undervannsdokking[C]//Ocean Sensing and Monitoring XIV. SPIE, 2022, 12118: 90-97.
