9月12日,记者从中国科学院西安光机所获悉:该所海洋光学技术研究室吴国俊研究员团队在水下智能感知领域取得重要突破。
自主水下航行器要完成长航时海洋观测、基础设施巡检和资源勘探,离不开稳定可靠的水下对接。但水下环境复杂,水体浑浊、光线散射,传统检测方法容易“看走眼”,深度学习算法又高度依赖大量标注样本和高性能计算芯片,难以直接应用到水下航行器上。针对这些痛点,团队提出了“物理机制+几何约束”双线索融合的新路径。一方面,利用水下成像物理模型抑制后向散射、削弱前向光晕,让信标本体更突出;另一方面,利用信标自身径向对称的几何特性,即使轮廓模糊也能找准中心,再由条件随机场实现两条线索的自适应融合。
团队先后在湖泊和近海开展试验,测试场景包括不同浑浊程度的水体,也覆盖了多种对接站外形。结果表现稳定:在浑浊水里,系统依然能找到光信标,找到信标后,中心位置判断得很准,能给后续对接计算提供可靠坐标,且检出的信标轮廓和真实形状贴合得比较好。
更重要的是,把这项技术接入“检测—位姿估计—视觉导引”完整对接流程后,航行器在对接过程中几乎全程都能稳定知道自己的位置和姿态。这意味着水下航行器在复杂水况下也能更连续地获得导航信息,对接动作更稳、更安全。
团队成员、西安光机所工程师苗宇宏说,该成果为复杂水环境下光信标稳健感知开辟了全新技术路径,未来可广泛应用于海洋立体观测、水下工程运维、海洋资源开发等领域。
(据《陕西日报》 记者 孙亚婷)