22. 8. 2031Abstrakt
Pochopenie morského prostredia je kľúčové pre rôzne podvodné misie, ako je detekcia zdrojov a kontrola podvodných štruktúr. Tieto úlohy nie je možné vykonať bez zásahu autonómnych podvodných vozidiel (AUV). Použitie autonómnych podvodných vozidiel (AUV) na potenciálne vykonávanie podvodných prieskumných misií je obmedzené.
kvôli nedostatočnej palubnej batérii a kapacite úložiska dát. Na prekonanie tohto problému sa používajú podvodné dokovacie stanice, ktoré umožňujú nabíjanie a prenos dát pre AUV pod vodou. Tieto dokovacie stanice sú navrhnuté na inštaláciu v dynamickom oceánskom prostredí, kde sú zákal a slabé svetelné podmienky kľúčovými problémami, ktoré bránia...
úspešná dokovacia operácia. Na presné navádzanie AUV smerom k dokovacej stanici sa zvyčajne používajú algoritmy vizuálneho navádzania založené na aktívnych alebo pasívnych značkovačoch. V tomto článku navrhujeme metódu vizuálneho navádzania s využitím detekcie uzamknutia na zmiernenie vplyvu zákalu a súčasné potlačenie nežiaducich svetelných zdrojov alebo hlučných svietidiel. Metóda detekcie uzamknutia sa zameria na frekvenciu blikania svetelných majákov umiestnených v dokovacej stanici.
stanicu a úspešne eliminuje efekt nežiaduceho svetla na iných frekvenciách. Navrhovaná metóda využíva dva svetelné majáky, ktoré vyžarujú na pevnej frekvencii a sú nainštalované na simulovanej dokovacej stanici, a jednu sCMOS kameru. Na preukázanie platnosti navrhovaného prístupu sa vykonali overovacie experimenty. Získané výsledky ukazujú, že naša metóda je schopná rozpoznať svetelné majáky na rôznych úrovniach zákalu a dokáže efektívne eliminovať nežiaduce signály.
svetlo bez použitia samostatného spracovania obrazu pre tento krok algoritmu navádzania založeného na videní. Účinnosť navrhovanej metódy sa overuje výpočtom skutočnej pozitívnej miery detekčnej metódy na každej úrovni zákalu.
Obr. Princíp detekcie uzamknutia.
Obr. a) Nespracovaný záber kamery zachytený v čistej vode s aktívnymi svetelnými majákmi modulovanými na 63 Hz, nainštalovanými na simulovanej dokovacej stanici v strede a dvoma zdrojmi svetla na pozadí vyžarujúcimi na 55 Hz a 0 Hz. b) Binarizovaný výsledok po detekcii uzamknutia sa aplikuje na 63 Hz. c) Binarizovaný výsledok po detekcii uzamknutia sa aplikuje na 55 Hz.
Analýza zobrazovacej technológie
Navigácia založená na systéme Vision je podporovaná optickými senzormi, ktoré prekonávajú ostatné, pokiaľ ide o vysoko presné určovanie polohy, nízku zraniteľnosť voči vonkajšej detekcii a schopnosť vykonávať viacero úloh, ale trpia útlmom a rozptylom svetla v podvodnom prostredí.
Okrem toho, zákal spôsobený bahnom nafúkaným AUV v hlbokom mori môže ešte viac sťažiť použiteľnosť metód založených na videní.Dhyana 400BSIKamera poskytuje flexibilitu potrebnú pre experimenty, s vysokou rýchlosťou a vysokým pomerom signálu k šumu, je schopná extrahovať slabé signály v šume a spolupracuje so softvérom na dosiahnutie detekcie času uzamknutia v časových radoch obrázkov.
Zdroj referencie
Amjad RT, Mane M, Amjad AA a kol. Sledovanie svetelných majákov vo vysoko zakalenej vode a aplikácia pri podvodnom dokovaní [C] // Ocean Sensing and Monitoring XIV. SPIE, 2022, 12118: 90-97.
