22/08/31Abstract
Înțelegerea mediului marin este crucială pentru o varietate de misiuni subacvatice, cum ar fi detectarea resurselor și inspecția structurilor subacvatice. Aceste sarcini nu pot fi îndeplinite fără intervenția vehiculelor subacvatice autonome (AUV). Utilizarea vehiculelor subacvatice autonome (AUV) pentru a efectua potențial misiuni de explorare subacvatică este limitată.
din cauza capacității insuficiente a bateriei de la bord și a stocării datelor. Pentru a depăși această problemă, se utilizează stații de andocare subacvatice pentru a oferi facilitatea de încărcare sub apă și transfer de date pentru AUV-uri. Aceste stații de andocare sunt concepute pentru a fi instalate în mediul oceanic dinamic, unde turbiditatea și condițiile de lumină slabă sunt provocări cheie care împiedică
operațiune de andocare reușită. Algoritmii de ghidare vizuală bazați pe markeri activi sau pasivi sunt de obicei utilizați pentru a ghida cu precizie AUV-ul către stația de andocare. În această lucrare, propunem o metodă de ghidare bazată pe vedere, utilizând detectarea blocării, pentru a atenua efectul turbidității și pentru a respinge simultan sursele de lumină nedorite sau corpurile de iluminat zgomotoase. Metoda de detectare a blocării se blochează pe frecvența de clipire a balizelor luminoase situate la stația de andocare.
stație și anulează cu succes efectul luminii nedorite la alte frecvențe. Metoda propusă utilizează două balize luminoase, care emit la o frecvență fixă, instalate la stația de andocare simulată și o singură cameră sCMOS. Experimente de demonstrare a conceptului sunt efectuate pentru a demonstra validitatea abordării propuse. Rezultatele obținute arată că metoda noastră este capabilă să recunoască balizele luminoase la diferite niveluri de turbiditate și poate respinge eficient lumina nedorită.
lumină fără a utiliza procesarea separată a imaginilor pentru această etapă a algoritmului de ghidare bazat pe vedere. Eficacitatea metodei propuse este validată prin calcularea ratei pozitive reale a metodei de detecție la fiecare nivel de turbiditate.
Fig. Principiul detectării blocării.
Fig. a) Cadru brut al camerei capturat în apă limpede cu balizele luminoase active, modulate la 63 Hz, instalate pe stația de andocare simulată din centru și două surse de lumină de fundal care emit la 55 Hz și 0 Hz. b) Rezultatul binarizat după detectarea blocării este aplicat la 63 Hz. c) Rezultatul binarizat după detectarea blocării este aplicat la 55 Hz.
Analiza tehnologiei de imagistică
Navigația bazată pe viziuni este asistată de senzori optici, care s-au dovedit a depăși alții în ceea ce privește poziționarea de înaltă precizie, vulnerabilitatea redusă la detectarea externă și capacitatea pentru sarcini multiple, dar suferă de atenuare și împrăștiere a luminii într-un mediu subacvatic.
În plus, turbiditatea cauzată de noroiul ridicat de AUV în adâncurile mării poate face aplicabilitatea metodelor bazate pe vedere și mai dificilă.Dhyana 400BSICamera oferă flexibilitatea necesară pentru experimente, cu viteză mare și raport semnal-zgomot ridicat, capabilă să extragă semnale slabe în zgomot și cooperând cu software-ul pentru a realiza detectarea timpului de blocare pe seriile temporale de imagini.
Sursă de referință
Amjad RT, Mane M, Amjad AA și alții. Urmărirea balizelor luminoase în ape foarte tulburi și aplicarea lor la andocarea subacvatică [C] //Ocean Sensing and Monitoring XIV. SPIE, 2022, 12118: 90-97.
