主要技术内容
水下机器人环境感知技术是确保其在复杂水下环境中安全、高效作业的关键。感知系统主要由视觉、声学、化学、磁场等感知系统组成。
视觉感知:包括水下摄像头、立体摄像头、激光雷达等。水下摄像头用于获取水下环境图像信息;立体摄像头可实现三维重建;激光雷达能获取目标距离和角度信息,具有高精度、抗干扰能力强等特点。不过,水下光照条件较差,对视觉系统提出了更高要求,需采用增强型图像处理技术提高图像质量。
声学感知:声呐是水下机器人感知环境中物体的重要手段,现代水下声呐系统具有高分辨率、远距离探测能力。常用的成像声呐有侧扫声呐和扇扫声呐,侧扫声呐可用于探测海洋地形地貌及沉没船只残骸等,扇扫声呐已广泛应用于探雷、定位、避障等水下作业。目前声呐图像处理技术进入新阶段,研究方向包括图像增强、恢复、编码、重建和分析等。
化学感知:化学感知系统用于检测水下环境中的化学成分,如电化学传感器可检测溶液中的离子浓度,气体传感器可检测水中溶解气体浓度,如氧气、二氧化碳等。
多传感器融合:将不同类型传感器的数据进行融合,能够综合各传感器的优势,提高水下机器人对环境的感知能力。例如结合声纳、视觉和触觉传感器,可以实现全方位的环境感知。研究和发展高效的数据融合算法,如卡尔曼滤波、粒子滤波等,有助于优化不同传感器数据的处理和整合。
适用范围
本文件规定了水下机器人环境感知系统探测的系统组成、技术要求、探测方法、性能评价、试验方法等。
本文件适用于水下机器人环境感知系统的设计、研发、检验和应用,以及作业水深不超过3000米、海况不超过4级的水下机器人环境感知系统。
是否包含专利
否