使用首款紧凑型 3D 声呐进行水下稠密建图
机器人学
2025-10-23 v1
摘要
在过去十年中，紧凑型 3D 测距传感器（如 LiDAR）的采用推动了鲁棒状态估计管线的开发，使其成为空中、地面和空间自主系统的标准传感器。遗憾的是，由于电磁波在水下传播性能差，水下状态估计的与可见度无关的传感选项被限制在声学测距传感器上，这些传感器提供 2D 信息，且最多包含空间上模糊的信息。据我们所知，本文是第一项研究首款紧凑型 3D 声呐近期推出所带来的性能、能力和机遇的研究。为此，我们引入了用于提取 3D 声呐与相机之间外参的标定程序，并对不同表面和材料的声学响应进行了研究。此外，我们提供了在水下洞穴系统以及其他几何和声学上具有挑战性的水下环境中部署测试的新型建图和 SLAM 管线。我们的评估展示了 3D 声呐在捕获一致空间信息方面的独特能力，允许在延伸数百米的数据集中进行详细重建和定位。同时，它也突出了与其他声学传感器中发现的与声学传播相关的剩余挑战。为评估收集的数据集将被发布并与社区共享，以促进进一步的研究进展。
引用
@article{arxiv.2510.18991,
title = {Underwater Dense Mapping with the First Compact 3D Sonar},
author = {Chinmay Burgul and Yewei Huang and Michalis Chatzispyrou and Ioannis Rekleitis and Alberto Quattrini Li and Marios Xanthidis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.18991},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 12 figures