AUV自主对接半物理仿真导引图像生成方法技术

技术编号:43705872 阅读:33 留言:0更新日期:2024-12-18 21:18
本发明专利技术属于深海探测技术领域,特别涉及一种AUV自主对接半物理仿真导引图像生成方法。自主对接导引图像生成主要包括导引灯成像位置计算、二值导引图像构建和彩色导引图像生成三部分内容。本发明专利技术基于相机成像原理,根据AUV相对对接装置位姿计算导引灯成像位置,创建导引灯图像,考虑导引灯成像不会只是一个点,构建导引灯成像面积估计网络,估计过曝圆点面积,构建二值导引图像,将之作为输入条件,采用Pix2pix的生成网络模拟导引图像彩色分布,利用探索11000AUV海试获得的导引图像构建Pix2pix网络训练数据集,通过训练使得其生成网络能够将构建的二值导引图像映射生成彩色导引图像,该图像可作为模拟相机感知的对接导引图像,用于AUV系统自主对接和长期驻留全流程作业半物理仿真中,提高长期驻留AUV系统的开发调试效率,降低试验成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于深海探测,特别涉及一种auv自主对接半物理仿真导引图像生成方法。


技术介绍

1、深海海底蕴藏着大量的矿产资源和地球关键生态系统,是人类知之甚少且急需探索的海底区域。自主水下机器人(auv)能够搭载各种载荷执行多种探测作业任务,在矿产资源勘查、生物调查、环境监测等深海探测领域有着广泛的应用,受限于auv携带的能源,它们需要在完成单个探测任务后返回辅助船来进行能源补充、数据交换和维护保障,打断了作业的连续性。随着深海科学问题(海洋生态系统运行机制等)研究的对长周期、具有时间和空间连续性的探测数据的急迫需求,深海长期驻留auv(rauv)应运而生,rauv通过自主对接技术可与深海基站对接,在基站内进行能源补充与数据交互,长期在深海海底多次进出深海基站,进行大范围、长时间探测作业,获得具有时间与空间连续性的探测数据。由于rauv在海底长期驻留,其可靠性与稳定性需要在开发阶段进行充分的测试验证,半物理仿真可以帮助rauv系统开展全流程作业使命演示与验证、故障模拟、算法参数调试和闭路动态验收等任务,降低试验成本与风险,提高rauv研发效率。然而,目前半物本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.AUV自主对接半物理仿真导引图像生成方法,其特征在于,执行如下步骤模拟相机感知的对接导引图像,用于AUV系统自主对接和长期驻留全流程作业半物理仿真;方法包括:

2.根据权利要求1所述的AUV自主对接半物理仿真导引图像生成方法,其特征在于,所述用于生成包含若干个导引灯的导引图像。

3.根据权利要求1所述的AUV自主对接半物理仿真导引图像生成方法,其特征在于,所述导引灯成像位置计算方法包括:基于相机成像原理,构建导引灯成像模型,在半物理仿真中,根据动力学解算的AUV相对对接装置位姿和预设的导引灯在对接装置上的位置,计算导引灯成像像素位置,构造导引灯图像。

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【技术特征摘要】

1.auv自主对接半物理仿真导引图像生成方法,其特征在于,执行如下步骤模拟相机感知的对接导引图像,用于auv系统自主对接和长期驻留全流程作业半物理仿真;方法包括:

2.根据权利要求1所述的auv自主对接半物理仿真导引图像生成方法,其特征在于,所述用于生成包含若干个导引灯的导引图像。

3.根据权利要求1所述的auv自主对接半物理仿真导引图像生成方法,其特征在于,所述导引灯成像位置计算方法包括:基于相机成像原理,构建导引灯成像模型,在半物理仿真中,根据动力学解算的auv相对对接装置位姿和预设的导引灯在对接装置上的位置,计算导引灯成像像素位置,构造导引灯图像。

4.根据权利要求1所述的auv自主对接半物理仿真导引图像生成方法,其特征在于,所述二值导引图像构建方法,彩色导引图像中导引灯通常呈现一个过曝圆点,过曝圆点面积与导引灯间距成非线性反比例关系;为估计过曝圆点面积,构建单输入单输出过曝圆点估计网络,拟合过曝圆点面积与导引灯间距之间的映射关系。

5.根据权利要求4所述的auv自主对接半物理仿真导引图像生成方法,其特征在于,所述过曝圆点估计网络包含三个隐藏层,分别由不等数量的神经元组成,过曝像素估计网络的激活函数为relu函数,网络输入为导引图像中导引灯间距离参数x...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕凤天杨本超徐会希朱宝彤岳成海尹忠勋
申请(专利权)人:中国科学院沈阳自动化研究所
类型:发明
国别省市:

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