22/08/31Resumo
Compreender o ambiente marinho é crucial para uma variedade de missões subaquáticas, como detecção de recursos e inspeção de estruturas subaquáticas. Essas tarefas não podem ser realizadas sem a intervenção de veículos subaquáticos autônomos (AUVs). O uso de veículos subaquáticos autônomos (AUVs), para potencialmente realizar missões de exploração subaquática, é limitado.
devido à capacidade insuficiente da bateria de bordo e de armazenamento de dados. Para superar esse problema, estações de acoplamento subaquáticas são utilizadas para fornecer a facilidade de carregamento subaquático e transferência de dados para AUVs. Essas estações de acoplamento são projetadas para serem instaladas no ambiente oceânico dinâmico, onde a turbidez e as condições de pouca luz são os principais desafios para impedir a navegação.
Operação de acoplamento bem-sucedida. Os algoritmos de orientação por visão baseados em marcadores ativos ou passivos são normalmente usados para guiar com precisão o AUV em direção à estação de acoplamento. Neste artigo, propomos um método de orientação baseado em visão, utilizando detecção de bloqueio, para mitigar o efeito da turbidez e rejeitar simultaneamente fontes de luz indesejadas ou luminárias ruidosas. O método de detecção de bloqueio foca na frequência de piscadas dos faróis de luz localizados na estação de acoplamento.
estação e elimina com sucesso o efeito da luz indesejada em outras frequências. O método proposto utiliza dois faróis de luz, emitindo em uma frequência fixa, instalados na estação de acoplamento simulada e uma única câmera sCMOS. Experimentos de prova de conceito são realizados para demonstrar a validade da abordagem proposta. Os resultados obtidos mostram que nosso método é capaz de reconhecer os faróis de luz em diferentes níveis de turbidez e pode rejeitar com eficiência os raios indesejados.
luz sem utilizar processamento de imagem separado para esta etapa do algoritmo de orientação baseado em visão. A eficácia do método proposto é validada pelo cálculo da taxa de verdadeiros positivos do método de detecção em cada nível de turbidez.
Fig. Princípio da detecção de bloqueio.
Fig. a) Quadro de câmera bruto capturado em água limpa com os faróis de luz ativos, modulados a 63 Hz, instalados na estação de acoplamento simulada no centro, e duas fontes de luz de fundo emitindo a 55 Hz e 0 Hz. b) O resultado binarizado após a detecção de bloqueio é aplicado a 63 Hz. c) O resultado binarizado após a detecção de bloqueio é aplicado a 55 Hz.
Análise de tecnologia de imagem
A navegação baseada em Vsion é auxiliada por sensores ópticos, que superam outros em termos de posicionamento de alta precisão, baixa vulnerabilidade à detecção externa e capacidade para múltiplas tarefas, mas sofrem com atenuação e dispersão de luz em um ambiente subaquático.
Além disso, a turbidez causada pela lama soprada pelo AUV no fundo do mar pode tornar a aplicabilidade dos métodos baseados em visão ainda mais desafiadora.Dhyana 400BSIA câmera fornece a flexibilidade necessária para experimentos, com alta velocidade e alta relação sinal-ruído, capaz de extrair sinais fracos em ruído e cooperar com software para obter detecção de tempo de bloqueio em séries temporais de imagens.
Fonte de referência
Amjad RT, Mane M, Amjad AA, et al. Rastreamento de faróis de luz em águas altamente turvas e aplicação em atracação subaquática[C]//Sensoriamento e Monitoramento Oceânico XIV. SPIE, 2022, 12118: 90-97.
