基于长程视觉的无人机辅助无人舰船定位
机器人学
2024-08-22 v1 人工智能
摘要
全球定位系统（GPS）已成为无人舰船（USV）在海洋环境中进行领域操作的必不可少的导航方法。然而，GPS可能在户外环境不可用，因为其易受自然干扰和恶意干扰攻击。因此，需要一种替代导航系统以应对GPS受限或受禁止的情况。为此，我们提出一种新方法，利用无人机（UAV）辅助在GNSS受限的海洋环境中定位USV。我们的方法中，UAV在固定高度沿海岸线飞行，持续跟踪和检测USV，采用基于深度学习的摄像图像方法。随后，应用三角测量技术估计USV相对于UAV的位置，利用几何信息和数据链路范围。我们提出根据USV与图像中心之间的像素误差调整UAV摄像机角度，以提高精度。此外，将视觉测量值集成到扩展卡尔曼滤波器（EKF）中进行稳健状态估计。为验证我们的方法， 我们使用配备 onboard 传感器的USV和配备摄像机的UAV。建立了异构机器人接口以便于USV和UAV之间的通信。我们通过在真实海洋环境中进行的一系列实验（包括噪声测量和海洋扰动）展示了方法的有效性。成功结果表明，该方法有潜力用于补充USV导航中的GPS。
引用
@article{arxiv.2408.11429,
title = {Long-Range Vision-Based UAV-assisted Localization for Unmanned Surface Vehicles},
author = {Waseem Akram and Siyuan Yang and Hailiang Kuang and Xiaoyu He and Muhayy Ud Din and Yihao Dong and Defu Lin and Lakmal Seneviratne and Shaoming He and Irfan Hussain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.11429},
year = {2024}
}