JP2016521360A - Lidarを有する水中プラットフォーム及び関連する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・AUVは、一般的な3Dマッピング及び検査を実行する。
・AUVは、近距離での検査及び測定を実行する。
・水上船及び/又は他の(複数の)支援サブシステムは、AUV上の、前向きのソナー、3Dソナー、3Dレーザ、及び静止画像カメラの動作状態を表示することができる。
・水上船及び/又は他の(複数の)支援サブシステムは、AUVの操作者が3Dレーザの動作を命令することを可能にする。この3Dレーザの動作は、連続走査モード、フル走査モード、又はボウタイ走査モードを含むが、これらに限定されない。
・水上船及び/又は他の(複数の)支援サブシステムは、マルチ解像度モデルを生成する能力を有することができ、ここで、ソナー、レーザ、又は結合され最適化されるデータセットがモデルのセクションに使用可能であるかに依存して、モデルの異なるセクションは異なる解像度を有する。
・AUVは、予め決定された距離の範囲において予め決定されたサイズ又はより大きなサイズを有する存在する構造物によって囲われていない正の異常(すなわち、既存のモデルに基づくと予期されないが、生成されたデータには現れる構造物)の統計的性能検出の能力を有することができる。
・AUVは、予め決定された距離の範囲において予め決定されたサイズ又はより大きなサイズを有する存在する構造物によって囲われていない負の異常(すなわち、既存のモデル上に現れるが、生成されたデータには現れない構造物)の統計的性能検出の能力を有することができる。
・AUVは、予め決定された距離の範囲において予め決定されたサイズを有する略存在する構造物の正の異常の、統計的性能検出の能力を有することができる。
・AUVは、予め決定された距離の範囲において予め決定されたサイズを有する略存在する構造物の負の異常の、統計的性能検出の能力を有することができる。
・「側方を向く」能力
・スタンドアロンユニット又は「ブラックボックス」としてセンサが使用されることを可能にするイーサネット(登録商標)アプリケーションプログラマブルインタフェース(API)
・最大約300メートルまでの深さの能力
・アイセーフモードにおいて動作が可能
・常時安全な動作を確実にするための安全保護装置(セーフティインターロック)を含む
・電気的雑音は最小化され、信号品質は維持される
・種々のAUVの速度、範囲(レンジ)、及び走査装置構成のための、十分なスポットカバレッジ
・連続走査モード
・ボウタイモード
・フル走査モード
センサノイズ(アジマス、エレベーション、レンジ雑音)
塩分濃度及び温度の勾配
3DレーザシステムとAUV航行システムとの間の時刻同期誤差
航行誤差
較正誤差
(無視可能な)3Dモデル表現誤差
Claims (16)
- 少なくとも1つのレーザビームパルスを、水中プラットフォーム上に取り付けられたレーザから水中構造物に向けるステップと、
前記水中プラットフォーム上に取り付けられた光検出器を使用して、前記水中構造物から反射された光を検出するステップと、
検出された光から少なくとも1つのデータポイントクラウドを生成するステップであって、各データポイントクラウドは、前記水中構造物の走査された3次元仮想モデルを生成することに適している、ステップと、
前記水中構造物の既存の3次元仮想モデルに、前記複数のデータポイントクラウドのうちの少なくとも1つにおける複数のデータポイントをアラインするステップと、
を含む、方法。 - 前記アラインメントに基づいて、前記水中構造物に対して相対的な前記水中プラットフォームの位置と向きを推定する、
請求項1に記載の方法。 - 前記複数のデータポイントクラウドのうちの少なくとも1つから、走査された3次元仮想モデルを作成するステップと、
前記走査された3次元仮想モデルを、前記既存の3次元仮想モデルに比較するステップと、
前記水中構造物における構造的な変化が発生したかを決定するステップと、
を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 複数のレーザビームパルスを、前記レーザから前記水中構造物に向けるステップと、
各レーザビームパルスに対して、前記水中プラットフォーム上に取り付けられた前記検出器を使用して、前記水中構造物から反射された光を検出するステップと、
を更に含む、請求項1に記載の方法。 - ボウタイ走査モード、連続走査モード、又はフル走査モードにおいて、前記複数のレーザビームパルスを、前記レーザから前記水中構造物に向けるステップを更に含む、
請求項4に記載の方法。 - 前記少なくともレーザビームパルスを向けて反射された光を検出するとき、前記水中プラットフォームは静止していない、
請求項1に記載の方法。 - 前記水中プラットフォームは、自律型水中機、遠隔操作型水中機、又はトライポッドのうちの1つである、
請求項1に記載の方法。 - 前記データポイントクラウドをフィルタリングするステップを更に含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記複数のデータポイントをアラインするステップは、前記複数のレーザビームパルスからの複数のデータポイントを用いて、反復的なフィット処理を実行するステップを含み、前記反復的なフィット処理は、前記水中構造物の前記既存の3次元仮想モデルとアラインする前記複数のデータポイントを調整することを含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記複数のデータポイントをアラインした後、前記既存の3次元仮想モデルを更新するステップを含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記走査された3次元仮想モデルを作成するステップは、構造物が存在する占有された空間に関する情報を収集するステップと、構造物が存在しない占有されていない空間に関する情報を収集するステップと、情報が収集されていない未知の空間を特定するステップとを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記走査された3次元仮想モデルを作成するステップは、複数のアラインされたデータサンプルを入力するステップであって、各アラインされたデータサンプルは、前記水中構造物の領域の異なる視点から収集されたデータを表す、ステップを含む、
請求項11に記載の方法。 - 水中プラットフォーム及び当該水中プラットフォーム上に取り付けられた3次元レーザシステムであって、前記レーザシステムは、複数のレーザビームパルスを水中構造物に向けて投射する操向可能なレーザと、前記水中構造物から反射された光を検出する光検出器とを含む、水中プラットフォーム及び当該水中プラットフォーム上に取り付けられた3次元レーザシステムと、
前記レーザシステムによって生成されたポイントクラウドデータを格納する、前記レーザシステムと通信するポイントクラウドデータストレージと、
前記データストレージからのポイントクラウドデータを処理する、前記ポイントクラウドデータストレージと通信するデータプロセッサであって、前記データプロセッサは、前記水中構造物に対して相対的な前記水中プラットフォームの位置と向きを推定するように、及び/又は前記水中構造物における構造的な変化が発生したかを決定するように構成される、データプロセッサと、
を備える、システム。 - 前記水中プラットフォームは、自律型水中機、遠隔操作型水中機、又はトライポッドのうちの1つである、
請求項13に記載のシステム。 - 前記水中プラットフォームは、自律型水中機又は遠隔操作型水中機を備え、
前記ポイントクラウドデータストレージ及び前記データプロセッサは、前記水中プラットフォーム上にあり、
前記水中プラットフォームは、前記データプロセッサと通信する水中機航行システムを更に含む、
請求項13に記載のシステム。 - 前記データプロセッサ、及び/又は前記ポイントクラウドデータストレージは、前記水中プラットフォームから分離した1つ又は複数の位置にある、
請求項13に記載のシステム。
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