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题名地下封闭水体内多无人艇协同的视觉定位方法
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作者
车文博
王建华
郑翔
吴恭兴
张舜
王浩铸
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机构
航运技术与控制工程交通运输行业重点实验室(上海海事大学)
上海遨拓深水装备技术开发有限公司
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出处
《计算机应用》
北大核心
2025年第1期325-336,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52271322)。
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文摘
针对无人艇(USV)在地下封闭水体中卫星定位信号缺失、通信受限、环境光线弱等问题,提出一种地下封闭水体内多USV协同的视觉定位方法。首先,设计一种艇载光源合作标志物,并根据艇身结构与应用场景对标志物结构进行优化;其次,采用单目视觉采集标志物图像,并求取特征点的图像坐标;再次,根据摄像机成像模型,基于合作标志物特征点的空间坐标及其对应的图像坐标之间的关系,通过改进直接线性变换方法求解相邻艇间的相对位置;然后,利用前后艇的摄像机进行艇间对视,并通过最小方差算法,融合根据前后艇摄像机图像求解所得的相对位置,以提高相对定位精度;最后,利用场景中已知的绝对坐标,获得各无人艇的绝对位置。仿真实验对影响定位误差的因素进行分析,并把所提方法与传统直接线性变换方法进行对比。结果表明,随着距离的增加,所提方法求解优势更趋明显,在距离15 m时求解的位置方差稳定在0.2 m~2以内,验证了所提方法的准确性。静态实验结果表明,所提方法能将相对误差稳定在10.0%以内;地下河道内的动态实验结果表明,所提方法求解的绝对定位的航行轨迹达到与卫星定位相当的精度,验证了所提方法的可行性。
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关键词
水面无人艇
协同定位
单目视觉
合作标志物
地下封闭水体
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Keywords
Unmanned Surface Vehicle(USV)
cooperative positioning
monocular vision
cooperative marker
subterranean closed water body
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分类号
TP212.9
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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