Wielomodowy system wizyjny do eksploracji podwodnej

„Wielomodowy system wizyjny do eksploracji podwodnej –
techniki akwizycji obrazów, metody ekstrakcji cech obiektów
podwodnych, algorytmy automatycznego rozpoznawania.”
Wojciech Biegański
Stypendysta projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych
za strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki
Wykorzystanie robota do eksploracji podwodnej, związanej z akcjami ratowniczymi,
kontrolą środowiska, inspekcją obiektów podwodnych wymaga opracowania skutecznych
metod akwizycji i przetwarzania obrazów, rejestrowanych przez pokładowy system
wizyjny pracujący wielomodowo, tj. w promieniowaniu widzialnym, bliskiej podczerwieni
oraz bliskim ultrafiolecie. Analiza tego obrazu jest problematyką mojej rozprawy
doktorskiej.
Kluczowym elementem pracy są badania porównujące zarejestrowane obrazy w
poszczególnych pasmach, ekstrakcja cech z tych obrazów, a następnie łączenie
informacji
w
nich
zawartych.
Opracowanie
skutecznego
systemu
wizyjnego
rozpoznawania szerokiej klasy obiektów podwodnych jest wymagane do osiągnięcia
pełnej autonomii robota, polegającej na samodzielnym wykonywaniu misji. Specyfika
środowiska pracy urządzenia oraz dysponowanie zapisami obrazów w wielu pasmach
stwarzają
możliwość
opracowania
oryginalnych
algorytmów
automatycznego
rozpoznawania obiektów, co stanowi problem, którego nie badał do tej pory żaden inny
ośrodek
badawczy na
świecie.
Odrębne zagadnienie
to planowanie
nawigacji
autonomicznego robota na podstawie uzyskanych przesłanek wizyjnych, wymagające
zastosowania zaawansowanych metod teorii sterowania obiektem podwodnym o sześciu
stopniach swobody i algorytmów sztucznej inteligencji. Działalność naukowa prowadzona
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
w tych kierunkach zwiększa zatem potencjał badawczo-rozwojowy regionu.
Wszelkiego rodzaju misje poszukiwawcze w licznych zbiornikach Województwa
Wielkopolskiego wymagają interwencji specjalistycznych grup nurków, którzy pracują
zazwyczaj w niezwykle niebezpiecznych warunkach. Zastosowanie do tych celów robota
podwodnego wpisującego się w pojęcie wysokich technologii jest uzasadnione.
Urządzenie takie jest w stanie pracować znacznie dłużej niż płetwonurek bez
konieczności uciążliwego dla człowieka wypływania na powierzchnię.
Koszt godziny pracy takiego robota jest znacznie niższy niż koszt pracy
płetwonurka. Misje poszukiwawcze i rozpoznawcze są istotnym elementem akcji
ratunkowych. Dlatego też docelowymi użytkownikami opracowanego systemu mogłyby
być: straż pożarna, policja, WOPR oraz inspektoraty środowiska.
Innym obszarem zastosowań robota z takim systemem wizyjnym mogą być prace
inspekcyjne i inwentaryzacyjne w zakresie stanu budowli i instalacji podwodnych np.
filarów mostów, pali. Robot może wykrywać uszkodzenia automatycznie, ale też
udostępniać zdalnie obraz badanego obiektu specjaliście znajdującemu się na brzegu
akwenu.
Kolejnym zastosowaniem może być inwentaryzowanie dna zbiornika oraz
sporządzanie jego mapy służącej potem jako odniesienie do prac związanych z
projektowaniem konstrukcji podwodnych. Urządzenie mogłoby pracować również w
służbie ochrony środowiska. Dzięki zastosowaniu pokładowego systemu wizyjnego
mogącego pracować w paśmie promieniowania podczerwonego możliwe jest wykrywanie
różnego rodzaju zanieczyszczeń. Robot może przekazywać współrzędne geograficzne
źródła takiego skażenia w celu usprawnienia działań związanych z likwidacją wycieku.
Innym zastosowaniem urządzenia w kontekście ochrony środowiska mogą być
poszukiwania rzadkich (chronionych) roślin i zwierząt oraz pomiary jakości wody. Z nieco
mniej znaczących korzyści wymienić
należy asystowanie robota przy pracach
archeologicznych oraz przy nadzorze szkolących się płetwonurków.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego