Two AUVs Guidance Method for Self-Reconfiguration Mission Based on Monocular Vision

信标 单眼 计算机视觉 计算机科学 人工智能 控制重构 水下 单目视觉 光流 扩展卡尔曼滤波器 可视化 卡尔曼滤波器 实时计算 嵌入式系统 图像(数学) 海洋学 地质学
作者
Ranzhen Ren,Lichuan Zhang,Lu Liu,Yijie Yuan
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:21 (8): 10082-10090 被引量:14
标识
DOI:10.1109/jsen.2020.3042306
摘要

In this work, we propose a method for AUV to reconstruct the docking ring autonomously under the guidance of visual information. The proposed method is based on the knowledge of self-reconfiguration of two AUVs in underwater environment. In order to enable long distance performance, we make use of blue-green light beacons. The light beacons are detected by using YOLO V3 algorithm. In addition, P4P algorithm is applied to resolve the problem of relative poses of AUVs. In case of short distances, we use Aruco marker to precisely guide the AUV towards the docking ring. In addition, we use KCF algorithm to shorten the recognition time, and Kalman filter method to eliminate the interference of occlusions and jitters. The feasibility of the proposed method is verified by performing multiple experiments. Under the reasonable control flow and visual algorithm, the proposed solution avoids the situation where the accuracy of long-distance monocular recognition is low and is easy to be misjudged. The underwater multi-target integrated guidance method based on monocular vision is convenient for the recovery of underwater AUV, and can effectively take into account the advantages of wide effective guidance range and high precision of close range guidance.
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