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高混浊水中光信标跟踪及其在水下船坞中的应用纽荷尔通讯显微镜金属的显微组织检测
来源: | 作者:纽荷尔显微镜 | 发布时间 :2024-03-22 | 152 次浏览: | 分享到:

论文摘要

 

了解海洋环境对各种水下任务至关重要,如资源的探测和水下结构的检查,没有自主水下航行器(AUVs)的介入,这些任务就无法进行。由于机载电池和数据存储容量不足, AUVs在执行水下探索任务也会受到限制。水下对接站的出现能够很好的解决这一问题,它能够为水下机器人提供水下充电和数据传输。然而在动态海洋环境中,浑浊和低光条件是阻碍成功对接的关键挑战。在本文中,研究人员提出了一种基于视觉的引导方法,使用锁定检测以减轻浊度的影响,同时屏蔽杂光和噪声。锁定检测方法锁定位于对接站灯标的闪烁频率,并消除其他频率无用光的影响。该方法使用两个固定频率发光的信标,安装在模拟对接站和一个sCMOS相机上。纽荷尔通讯显微镜金属的显微组织检测,概念验证实验结果表明,该方法能够识别不同浊度下的信标,并能有效地剔除不需要的杂散光,而且不需要对基于视觉的引导算法做单独的图像处理。

图.锁定检测原理

图. a)在清澈的水中拍摄的带有有源光信标的原始图像,调制频率为63 Hz,安装在中间的模拟停靠站上,两个背景光源发射频率为55 Hz和0 Hz。b)将锁相检测后的二值化结果应用于63hz。c)将锁定检测后的二值化结果应用于55hz。

 

成像技术分析

 

视觉导航技术配合计算机视觉算法能够在定位精度高、不易被外部探测、可执行多任务等方面优于其他导航技术,但在水下环境中会受到光线的衰减和散射。此外,纽荷尔通讯显微镜金属的显微组织检测,水下机器人在深海中吹起的泥浆会造成浑浊,这使得基于视觉方法的适用性更具挑战性。相机供了实验所需的灵活性,具有高速和高信噪比,能够在噪声中提取微弱的信号,配合软件获取图像的拍摄时间序列以实现lock-in time检测。