Rilevazione ostacoli in mare

[Anelito]

Ciao a tutti,
recentemente ho iniziato un periodo di stage presso un ateneo finlandese e mi è stato assegnato il compito di sviluppare un algoritmo anti-collisione per una piccola barca a vela autonoma.

Il sistema di rilevazione ostacoli è basato sull'analisi delle immagini provenienti da una termocamera con la libreria OpenCV. L'algoritmo ad oggi implementato utilizza la linea dell'orizzonte per correggere l'eventuale inclinazione delle immagini, rimuove lo sfondo grazie alla ricorrenza dei frame e traccia lo spostamento degli oggetti rilevati (per evitare di individuare i riflessi del sole o altri artefatti).
Tuttavia, andando avanti con i test ho notato che nonostante l'accurato filtraggio delle immagini e i filtri con parametri ottimizzati, il rollio continuo dell'imbarcazione e l'aspetto mutevole del mare portano spesso in confusione il software che rileva moltissimi falsi positivi, come onde e schiuma.

Secondo voi una videocamera termica può da sola essere sufficiente per evitare gli ostacoli principali oppure dovrei considerare di combinarla con un altro sistema come radar, lidar o sonar?
Grazie

[dooling]

Originalmente inviato da Anelito

Ciao a tutti,
recentemente ho iniziato un periodo di stage presso un ateneo finlandese e mi è stato assegnato il compito di sviluppare un algoritmo anti-collisione per una piccola barca a vela autonoma.

Il sistema di rilevazione ostacoli è basato sull'analisi delle immagini provenienti da una termocamera con la libreria OpenCV. L'algoritmo ad oggi implementato utilizza la linea dell'orizzonte per correggere l'eventuale inclinazione delle immagini, rimuove lo sfondo grazie alla ricorrenza dei frame e traccia lo spostamento degli oggetti rilevati (per evitare di individuare i riflessi del sole o altri artefatti).
Tuttavia, andando avanti con i test ho notato che nonostante l'accurato filtraggio delle immagini e i filtri con parametri ottimizzati, il rollio continuo dell'imbarcazione e l'aspetto mutevole del mare portano spesso in confusione il software che rileva moltissimi falsi positivi, come onde e schiuma.

Secondo voi una videocamera termica può da sola essere sufficiente per evitare gli ostacoli principali oppure dovrei considerare di combinarla con un altro sistema come radar, lidar o sonar?
Grazie

Credo che l'unica combinazione sia con il radar, il lidar utilizza raggi laser e l'onda del mare disturba non poco.
Il sonar serve per gli ostacoli sommersi.
Anche lo stesso radar può essere disturbato dalle onde e dalla pioggia, esistono/evano sugli apparati, regolazioni "anti wave - anti rain".
Da tempo sono fuori dal giro, oggigiorno gli apparati sono indubbiamente più perfezionati.

[marcodef]

solo un'idea magari sciocca: montare la telecamera termica su un gimbal attivo? credo che due assi dovrebbero bastare e queste tecnologie sono abbastanza consolidate e facili da implementare..

[Anelito]

Originalmente inviato da marcodef

solo un'idea magari sciocca: montare la telecamera termica su un gimbal attivo? credo che due assi dovrebbero bastare e queste tecnologie sono abbastanza consolidate e facili da implementare..

Grazie a entrambi per le celeri risposte.

Come useresti il gimbal? La telecamera ha già di suo un buon angolo di visuale.

Il lidar attualmente lo usano alcuni team alla WRSC (World Robotics Sailing Championship) per evitare le boe di confine, ma concordo sulla difficoltà di analisi dei dati. Sul radar invece ho trovato solo soluzioni molto esose sia in termini di consumo energetico che di spesa (ben oltre i tre zeri).

Idea bislacca, un fishfinder, opportunamente modificato come forward-looking sonar?

Allego uno schema dell'imbarcazione per maggior chiarezza

[marcodef]

il gimbal ti manterrebbe la telecamera sempre perfettamente allineata all'orizzonte, sia per rollio che per beccheggio. sono molto veloci per cui ti risparmieresti il dover allineare le immagine via software.

il lidar andrebbe bene, ma e' molto costoso (gli zeri sono minimo quattro...)

bel progetto BTW!!

[Anelito]

Originalmente inviato da marcodef

il gimbal ti manterrebbe la telecamera sempre perfettamente allineata all'orizzonte, sia per rollio che per beccheggio. sono molto veloci per cui ti risparmieresti il dover allineare le immagine via software.

il lidar andrebbe bene, ma e' molto costoso (gli zeri sono minimo quattro...)

bel progetto BTW!!

Per ora uso i dati provenienti da una IMU (accelerometro e giroscopio) per correggere le immagini e poi le processo via software per maggior stabilità.
Un gimbal riesce a tener testa a una barca a vela?

In rete ho trovato lidar economici, a punto singolo, anche sotto i $200