Navegación con Luz Polarizada Subacuática: Progreso Actual, Desafíos Clave y Perspectivas Futuras
Autores: Chen, Mingzhi; Liu, Yuan; Zhu, Daqi; Pang, Wen; Zhu, Jianmin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Navegación con Luz Polarizada Subacuática: Progreso Actual, Desafíos Clave y Perspectivas Futuras
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Navegación submarina
Sistemas basados en luz polarizada
Navegación por polarización atmosférica
Posicionamiento por fusión de múltiples sensores de polarización biónica
Técnicas de navegación por polarización submarina
Metodologías de modelado de polarización
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Citaciones: Sin citaciones
La navegación submarina sigue estando limitada por restricciones tecnológicas, lo que impulsa la exploración de enfoques alternativos como los sistemas basados en luz polarizada. Esta revisión examina sistemáticamente los avances en la navegación polarizada desde tres perspectivas. Primero, se analizan los principios de la navegación por polarización atmosférica, desglosando sus mecanismos operativos, ventajas y limitaciones inherentes. En segundo lugar, se consolidan las innovaciones en la fusión de posicionamiento multi-sensorial de polarización biónica, destacando el progreso más allá de la extracción convencional de dirección de rumbo. En tercer lugar, se evalúan críticamente las técnicas emergentes de navegación por polarización submarina, revelando que los métodos actuales se adaptan predominantemente a marcos atmosféricos mejorados por filtrado avanzado para mitigar la interferencia submarina. Se proporciona una síntesis completa de las metodologías de modelado de polarización submarina, categorizando enfoques físicos, basados en datos y híbridos. A través de un análisis riguroso de estudios, se identifican tres barreras persistentes: (1) modelado inadecuado de patrones de polarización bajo condiciones dinámicas de medios cruzados; (2) insuficiente robustez contra el ruido inducido por la turbidez; (3) integración inmadura de la visión polarizada con la detección de sonar/IMU (Unidad de Medición Inercial). Se proponen direcciones de investigación específicas, incluidos modelos de aprendizaje profundo adaptativos, detección de polarización multispectral y arquitecturas de fusión de sensores inspiradas en la biología. Estas ideas establecen una hoja de ruta para el desarrollo de sistemas de navegación submarina confiables que trasciendan las fronteras tecnológicas actuales.
Descripción
La navegación submarina sigue estando limitada por restricciones tecnológicas, lo que impulsa la exploración de enfoques alternativos como los sistemas basados en luz polarizada. Esta revisión examina sistemáticamente los avances en la navegación polarizada desde tres perspectivas. Primero, se analizan los principios de la navegación por polarización atmosférica, desglosando sus mecanismos operativos, ventajas y limitaciones inherentes. En segundo lugar, se consolidan las innovaciones en la fusión de posicionamiento multi-sensorial de polarización biónica, destacando el progreso más allá de la extracción convencional de dirección de rumbo. En tercer lugar, se evalúan críticamente las técnicas emergentes de navegación por polarización submarina, revelando que los métodos actuales se adaptan predominantemente a marcos atmosféricos mejorados por filtrado avanzado para mitigar la interferencia submarina. Se proporciona una síntesis completa de las metodologías de modelado de polarización submarina, categorizando enfoques físicos, basados en datos y híbridos. A través de un análisis riguroso de estudios, se identifican tres barreras persistentes: (1) modelado inadecuado de patrones de polarización bajo condiciones dinámicas de medios cruzados; (2) insuficiente robustez contra el ruido inducido por la turbidez; (3) integración inmadura de la visión polarizada con la detección de sonar/IMU (Unidad de Medición Inercial). Se proponen direcciones de investigación específicas, incluidos modelos de aprendizaje profundo adaptativos, detección de polarización multispectral y arquitecturas de fusión de sensores inspiradas en la biología. Estas ideas establecen una hoja de ruta para el desarrollo de sistemas de navegación submarina confiables que trasciendan las fronteras tecnológicas actuales.