Estimación de Posición de Pequeños Peces Robóticos Basada en Información de Cámara y Sensores Giroscópicos
Autores: Takada, Yogo; Koyama, Keisuke; Usami, Takahiro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2014
Acceso abierto
Artículo científico
2014
Estimación de Posición de Pequeños Peces Robóticos Basada en Información de Cámara y Sensores Giroscópicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Pez robótico
Evaluación de recursos pesqueros
Inspecciones estructurales submarinas
Determinación de posición
Cámaras CMOS
Procesamiento de datos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Los peces robóticos son ideales para la supervisión de recursos pesqueros y la realización de inspecciones estructurales submarinas. Si un robot tiene un aspecto lo suficientemente similar al de un pez y no utiliza una hélice de tornillo, los peces reales no se sorprenderán fácilmente por él. Sin embargo, es comparativamente difícil para un robot de este tipo determinar su propia posición en el agua. Las señales de radio, como las utilizadas por el GPS, no pueden ser recibidas fácilmente. Además, la medición de sonido es poco práctica debido a la presencia de rocas y algas en los lugares donde los peces pasan mucho tiempo. Para aplicaciones prácticas como fotografiar peces, un pez robótico necesita seguir al pez objetivo sin perder la conciencia de su propia posición, para poder nadar de manera autónoma. Hemos desarrollado un pez robótico llamado FOCUS (Buscador Submarino de Control Offline con FPGA) que está equipado con dos cámaras CMOS y una placa de circuito de matriz de puertas programable en campo (FPGA) para el procesamiento de datos. La cámara orientada hacia adelante se utiliza para rastrear objetos rojos, ya que este es el color del pez de interés. Además, utilizando la información visual obtenida con la cámara orientada hacia abajo, el robot puede estimar su posición actual. Esto se logra realizando correlación de imágenes digitales en tiempo real utilizando la FPGA. Sin embargo, hasta ahora, la precisión de la estimación de la posición ha sido deficiente debido a la influencia del cabeceo y la inclinación. En el presente estudio, el método de estimación de la posición ha mejorado considerablemente al tener en cuenta los valores de cabeceo e inclinación medidos utilizando sensores giroscópicos.
Descripción
Los peces robóticos son ideales para la supervisión de recursos pesqueros y la realización de inspecciones estructurales submarinas. Si un robot tiene un aspecto lo suficientemente similar al de un pez y no utiliza una hélice de tornillo, los peces reales no se sorprenderán fácilmente por él. Sin embargo, es comparativamente difícil para un robot de este tipo determinar su propia posición en el agua. Las señales de radio, como las utilizadas por el GPS, no pueden ser recibidas fácilmente. Además, la medición de sonido es poco práctica debido a la presencia de rocas y algas en los lugares donde los peces pasan mucho tiempo. Para aplicaciones prácticas como fotografiar peces, un pez robótico necesita seguir al pez objetivo sin perder la conciencia de su propia posición, para poder nadar de manera autónoma. Hemos desarrollado un pez robótico llamado FOCUS (Buscador Submarino de Control Offline con FPGA) que está equipado con dos cámaras CMOS y una placa de circuito de matriz de puertas programable en campo (FPGA) para el procesamiento de datos. La cámara orientada hacia adelante se utiliza para rastrear objetos rojos, ya que este es el color del pez de interés. Además, utilizando la información visual obtenida con la cámara orientada hacia abajo, el robot puede estimar su posición actual. Esto se logra realizando correlación de imágenes digitales en tiempo real utilizando la FPGA. Sin embargo, hasta ahora, la precisión de la estimación de la posición ha sido deficiente debido a la influencia del cabeceo y la inclinación. En el presente estudio, el método de estimación de la posición ha mejorado considerablemente al tener en cuenta los valores de cabeceo e inclinación medidos utilizando sensores giroscópicos.