Навигация автономного необитаемого подводного аппарата по стереоизображениям с формированием 3D-модели среды
https://doi.org/10.17285/0869-7035.2017.25.3.115-129
Аннотация
Описан метод навигации автономного подводного аппарата, основанный на визуальной одометрии. Предложены модификации метода, направленные на повышение точности локализации аппарата и снижение вычислительных затрат. Например, рассмотрен алгоритм с длительным прослеживанием особенностей на изображениях, повышающий точность вычисления локального перемещения аппарата; предложены адаптивная методика расчета траектории, а также метод визуальной навигации подводного аппарата в условиях локального маневрирования, основанный на использовании виртуальной сети координатной привязки. Описан метод решения задачи 3D-реконструкции объектов по изображениям, необходимый при выполнении инспекционных подводных работ.
Об авторах
В. А. Бобков
Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, Дальневосточный государственный университет (Владивосток).
Россия
Россия
Бобков Валерий Александрович. Доктор технических наук, заведующий лабораторией
А. П. Кудряшов
Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН (Владивосток).
Россия
Россия
Кудряшов Алексей Павлович. Кандидат технических наук, младший научный сотрудник.
С. В. Мельман
Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН (Владивосток).
Россия
Россия
Мельман Сергей Владимирович. Кандидат технических наук, младший научный сотрудник.
А. Ф. Щербатюк
Институт проблем морских технологий ДВО РАН, Дальневосточный государственный университет (Владивосток).
Россия
Россия
Щербатюк Александр Федорович. Доктор технических наук, член-корреспондент РАН, директор.
Список литературы
1. Aqel M., Marhaban M. H., Saripan M. I., Ismail N. B. Review of visual odometry: types, approaches, challenges, and applications. – SpringerPlus. 2016.
2. Bobkov V. A., Ronshin Yu. I., Kudryashov A. P., and Mashentsev V. Yu. 3D SLAM from Stereoimages. Programming and Computer Software, 2014, No. 4, P. 159–165.
3. Бобков В. А., Машенцев В. Ю. Навигация подводного робота по стереоизображениям. Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17. № 2. С. 101–109.
4. Bobkov V., Mashentsev V., Tolstonogov A., Scherbatyuk A. Adaptive Method for AUV Navigation Using Stereo Vision. Proceedings of the 26th ISOPE International Ocean and Polar Engineering Conference. Greece. 2016.
5. Goi V., Gatsenko A., Shestopalov G., Sporyshev M., Tolstonogov A., Scherbatyuk A. Stabilization of an autonomous underwater vehicle relative to the bottom of the sea by the means of stereoscopic vision. Proceedings of the OCEANS 2015 MTS/IEEE Conference. 2015. Italy.
6. Pavin A., Inzartsev A., Eliseenko G., Lebedko O., Panin M. A. Reconfigurable Web-based Simulation Environment for AUV. Proceedings of the OCEANS'15 MTS/IEEE Conference & Exhibition, Washington DC. 2015.
7. Pavin A. Underwater Object Recognition in Photo Images /Proceedings of the OCEANS'15 MTS/IEEE Conference & Exhibition.USA. 2015. 8. Pavin A., Inzartsev A., Eliseenko G. Reconfigurable Distributed Software Platform for a Group of UUVs (Yet Another Robot Platform). Proceedings of the OCEANS 2016 MTS/IEEE Conference & Exhibition. USA, 2016.
8. Inzartsev A., Pavin A., Kleschev A., Gribova V., Eliseenko G. Application of Artificial Intelligence Techniques for Fault Diagnostics of Autonomous Underwater Vehicles. Proceedings of the OCEANS 2016 MTS/IEEE Conference &Exhibition. USA. 2016.
9. Johnson-Roberson M., Pizarro O., Williams S. B., Mahon I. Generation and visualization of large-scale three-dimensional reconstructions from underwater robotic surveys. Journal of Field Robotics, Special Issue: Three-Dimensional Mapping, Part 3, 2010.Volume 27, Issue 1, P. 21–51.
10. Бобков В.А., Кудряшов А.П. Построение трехмерной модели морского дна воксельным методом. Подводные исследования и робототехника. 2016. № 2. C. 13–18.
11. Stoyanov T., Mojtahedzadeh R., Andreasson H., Lilienthal A. J. Comparative evaluation of range sensor accuracy for indoor mobile robotics and automated logistics applications. Robotics and Autonomous Systems, Vol. 61, 2013, P. 1094–1105.
12. Hernan Badino, Akihiro Yamamoto, and Takeo Kanade. Visual Odometry by Multi-frame Feature Integration. International Workshop on Computer Vision for Autonomous Driving @ ICCV, 2013, P.222–229.
13. Bruce D. Lucas and Takeo Kanade. An Iterative Image Registration Technique with an Application to Stereo Vision.International Joint Conference on Artificial Intelligence, P. 674–679, 1981.
14. Herbert Bay, Andreas Ess, Tinne Tuytelaars, Luc Van Gool. Speeded-Up Robust Features (SURF). Computer Visionand Image Understanding, Volume 110, Issue 3, 2008, P. 346–359.
15. Бобков В. А., Роньшин Ю. И., Машенцев В. Ю. Построение карт глубин на множественной последовательности видов. Информационные технологии. 2012. №6. С. 39–44.
16. Curless B., Levoy M. A. Volumetric Method for Building Complex Models from Range Images, Computer Graphics, 1996, P. 303–312.
17. Rusinkiewicz S., Hall-Holt O., Levoy M. Real-time 3Dmodel acquisition. ACM Trans. Graph. (Proc. SIGGRAPH), 2000. P. 438–446.
18. Zwicker M., Pfister H., Baar J. V., and Gross M. Surface splatting. In Computer Graphics (Proc. SIGGRAPH), 2000, P. 371–378.
19. Melman S., Bobkov V., Inzartsev A., Pavin A. Distributed Simulation Framework for Investigation of Autonomous Underwater Vehicles Real-Time Behavior. Proceedings of the OCEANS'15 MTS/IEEE. 2015, P. 43–58.
20. Geiger A., Lenz Ph., Urtasun R. Are we ready for Autonomous Driving? The KITTI Vision Benchmark Suite. Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR). 2012. Presentation. P. 1–8.
21. http://www.cvlibs.net/datasets/kitti/eval_odometry.php.
Рецензия
Для цитирования:
Бобков В.А., Кудряшов А.П., Мельман С.В., Щербатюк А.Ф. Навигация автономного необитаемого подводного аппарата по стереоизображениям с формированием 3D-модели среды. Гироскопия и навигация. 2017;25(3):115-129. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2017.25.3.115-129
For citation:
Bobkov V.A., Kudryashov A.P., Mel’man S.V., Shcherbatyuk A.F. Navigation of autonomous unmanned underwater vehicle using stereo images with 3D modeling of environment. Giroskopiya i Navigatsiya. 2017;25(3):115-129. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.2017.25.3.115-129
Просмотров:
1
Послать статью по эл. почте 