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坚固的水下对接视觉指导和定位方法基于式双层指导光阵列
Ziyue Wang1,2, Xingqun Zhou1,3, Yi Yang1
1State Key Laboratory of Robotics and Intelligent Systems, Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 29, 2025
概括
这项研究引入了一种新型的双层引导光阵列,用于自动水下车辆 (AUV) 的对接. 该系统确保可靠的视觉定位和AUV恢复的持续指导,即使有有限的摄像头视图.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 计算机视觉 计算机视觉
- 海洋工程 海洋工程
背景情况:
- 自主水下车辆 (AUV) 需要精确的定位来对接.
- 由于相机视野有限,在AUV接近时,导向信标会丢失.
- 现有的方法在间歇性信标可见性和不同的外观方面扎.
研究的目的:
- 为AUV对接开发一种强大的视觉定位方法.
- 为了克服信标可见性丧失和间歇性数据的挑战.
- 为了实现自主AUV恢复的持续视觉指导.
主要方法:
- 建议采用子型,双层导向灯光阵列系统.
- 一个双层光阵列本地化算法动态区分前后阵列.
- 粒子集群优化 (PSO) 和回溯扩展卡尔曼波器 (BTEKF) 用于标签匹配和错误纠正.
主要成果:
- 实现了高匹配成功率 (90.3%有3个缺失的灯,99.6%有2个虚假的信标).
- 使用BTEKF的错误纠正将成功率提高到99.9%.
- 证明了稳定和强大的标签匹配,平均检测时间为0.112秒.
结论:
- 拟议的双层引导光阵列系统为AUV对接提供了可靠的视觉指导.
- 该方法确保在具有挑战性的条件下持续本地化和强大的标签匹配.
- 允许基于视觉指导的稳定和持续的对接,用于自主AUV恢复.
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