基于模型的水下机器人视觉悬停定位技术

根据7000米载人潜水器水下作业的需要和特点,提出了一种基于单目视觉位姿测量原理的水下机器人悬停定位方法,构建了包含水下目标识别与跟踪、三维位姿计算及水下机器人控制三项关键技术的水下演示实验系统.以自行研制的水下机器人控制系统实验研究平台为实验载体,以4个按正四面体分布的小球构成的合作目标为观察目标,在室内实验水池中实现了水下机器人悬停与定位演示实验.实验结果显示,系统能够引导机器人运动到指定位姿并实现稳定的悬停和定位.该项研究为基于模型的单目视觉三维位姿测量技术开辟了水下机器人应用新领域.

基于单目视觉的水下机器人悬停定位技术与实现

以7000m载人潜水器的水下悬停为应用背景,以单目CCD摄像机为传感器,提出了基于模型的单目视觉定位和基于特征的视觉伺服两种水下机器人视觉悬停技术方案,分别适用于已知模型的观察目标和未知模型的观察目标两种情况.以自行研制的水下机器人控制系统实验平台为实验载体,利用前视摄像机和水下人工目标,建立了水下演示实验验证系统,并在室内实验水池中,分别实现了两种悬停方法的水下演示实验.演示实验表明:在两种视觉悬停方法的闭环控制下,水下机器人能够抵抗恒定水流干扰和人工位置扰动,很好地实现水下悬停作业.

基于约束运动水下机器人视觉悬停研究

悬停能力是水下机器人应具备的重要功能之一,本文介绍基于约束运动的水下机器人视觉悬停方法,该方法利用平面单应矩阵估计潜器的运动参数,并利用潜器的运动约束消除运动估计的多解,仿真和真实水下悬停实验验证了该方法具有较好的鲁棒性和跟踪性能。