JP5886303B2 - 水中構造物の3次元モデルの構築 - Google Patents
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Description
さらに位置合わせ処理の詳細に関して、図3および図4は、ソーナー応答からの情報を「位置合わせモデル」に位置合わせする一実施形態のフローチャートを示す。一般に、図示した実施形態においては、取得された新しいデータ点のサンプルは「位置合わせモデル」に位置合わせされる。図示するように、位置合わせステップは、以下にさらに説明する、データ点の複数のサンプルに基づいて当てはめ処理を繰り返し行う反復的方法を含み、ここで、当てはめ処理は、サンプリングされたデータ点を3次元水中構造物の「位置合わせモデル」と対応するように調整することを含む。一般に、位置合わせ・当てはめ処理は、新しいデータをモデルに記憶された以前のデータと位置合わせするためにソーナーの姿勢を推定することを含む。
本明細書に記載の水中構造物の3次元モデルの構築方法は、水中航走体に搭載された自律型システムに備えられ得ることが理解されるであろう。いくつかの実施形態において、水中航走体は、リアルタイムでモデルを構築するのに適切な機能を備えた自律型潜水機(AUV)である。但し、本システムは例えばROVまたは有人海洋船のような他の航走体に完全にまたは部分的に搭載されてもよいことが理解されるであろう。
Claims (15)
- 水中構造物の3次元モデルを構築する方法であって、
ソーナー音波を水中構造物に向けて送出することと、
前記水中構造物から反射されたソーナー音波を受信することと、
前記水中構造物から反射された前記ソーナー音波から、前記水中構造物の3次元画像を提供するように構成された3Dデータ点を取得することと、
取得した前記3Dデータ点から前記水中構造物の位置合わせモデルを生成することと、
一又は複数のソーナー音波を水中構造物に向けて送出し、前記水中構造物から反射された一又は複数のソーナー音波を受信することと、
前記水中構造物から反射された前記一又は複数のソーナー音波から、前記水中構造物の一又は複数の3次元画像を提供するように構成された新しい3Dデータ点を取得することと、
前記一又は複数の3次元画像が閾値を超えた前記位置合わせモデルの既存部分のデータを有するかどうかを決定すること、及び、前記一又は複数の3次元画像が閾値を超えた前記位置合わせモデルの既存部分のデータを有する場合に前記位置合わせモデルを調整することを含む処理によって、誤差伝播(error propagation)を低減させることと、
前記新しい3Dデータ点のサンプルを前記位置合わせモデルに位置合わせすることと、
前記新しい3Dデータ点で前記水中構造物の3次元モデルを構築することと、を含む方法。 - 前記水中構造物が静止していない、請求項1に記載の方法。
- 前記送出、受信、取得、生成、送出、取得、低減、位置合わせ、及び構築のステップが、自律型潜水機および遠隔操作探査機のうちの1つである水中航走体上で実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記3Dデータ点を取得するステップと前記新しい3Dデータ点を取得するステップとが、前記ソーナー音波を前記水中構造物に向けて送出することによって受信した応答をフィルタリングすることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記位置合わせするステップが、複数の音響ソーナーパルスにより得られた3Dデータ点に対して当てはめ処理を繰り返し行うことを含み、前記当てはめ処理は、前記3Dデータ点を、生成した前記位置合わせモデルと対応するように調整することを含む、請求項1に記載の方法。
- 複数の音響ソーナーパルスにより得られた前記3Dデータ点が、重複するデータ点を有する、請求項5に記載の方法。
- 前記位置合わせモデルを生成するステップが、前記水中構造物の少なくとも初回のパスのループ閉合(loop closure)処理をさらに含み、前記ループ閉合処理は誤差伝播を最小化する初期基準(initial reference)を設定するように構成された、請求項1に記載の方法。
- 前記3次元モデルを構築するステップが、新しい3Dデータ点の複数のサンプルを前記位置合わせモデルと位置合わせすることを含む、請求項1に記載の方法。
- 各サンプルが、前記一又は複数のソーナー音波によって点検された領域の異なる視点(viewpoint)を表す、請求項8に記載の方法。
- 前記サンプルが、前記一又は複数のソーナー音波によって点検された領域のいくらかの重複を含む、請求項8に記載の方法。
- 水中構造物の3次元モデルを構築するためのシステムであって、
水中航走体に搭載され、ソーナー音波を水中構造物に向けて送出するように構成されたセンサであって、反射されたソーナー音波が前記水中構造物の3次元(3D)画像へと処理されるように構成されたセンサと、
前記水中航走体に搭載され、前記センサからの応答を受信するように構成されたデータ記憶装置と、
前記水中航走体に搭載されたデータ処理装置であって、前記データ記憶装置から、前記水中構造物の3次元画像を提供するように構成された3Dデータ点を取得するように構成され、取得した前記3Dデータ点から前記水中構造物の位置合わせモデルを生成するように構成され、追加の3Dソーナーが前記センサによって収集された後に前記データ記憶装置から前記水中構造物の3次元画像を提供するように構成された新しい3Dデータ点を取得するように構成され、前記3次元画像が閾値を超えた前記位置合わせモデルの既存部分のデータを有するかどうかを決定すること、及び、前記3次元画像が閾値を超えた前記位置合わせモデルの既存部分のデータを有する場合に前記位置合わせモデルを調整することによって、誤差伝播(error propagation)を低減させるように構成され、取得した前記新しい3Dデータ点のサンプルを前記位置合わせモデルに位置合わせし、前記新しい3Dデータ点で前記水中構造物の3次元モデルを構築するように構成されたデータ処理装置と、を含むシステム。 - 前記送出、受信、取得、位置合わせ、生成、比較、及び検出のステップが、水中航走体上でリアルタイムに実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記センサ、前記データ記憶装置、前記データ処理装置が、前記水中航走体上でリアルタイムに作動する、請求項11に記載のシステム。
- 前記位置合わせが、ランダムサンプルコンセンサス処理ループを用いて位置合わせ及び当てはめ処理を繰り返し行うことを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記処理装置が、ランダムサンプルコンセンサス処理ループを用いて位置合わせ及び当てはめ処理を繰り返し行うように構成されている、請求項11に記載のシステム。
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GB201407270D0 (en) * | 2014-04-24 | 2014-06-11 | Cathx Res Ltd | 3D data in underwater surveys |
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KR101720327B1 (ko) * | 2016-10-28 | 2017-03-28 | 한국지질자원연구원 | 수중 이상체의 위치 측정 장치 및 방법 |
US10837773B2 (en) | 2016-12-30 | 2020-11-17 | DeepMap Inc. | Detection of vertical structures based on LiDAR scanner data for high-definition maps for autonomous vehicles |
ES2680068B1 (es) * | 2017-02-20 | 2019-09-09 | Auto Drive Solutions Sl | Sistema de guiado y posicionamiento para embarcaciones mediante dispositivos de imagen sonar tridimensional. |
AU2018261777B2 (en) | 2017-05-04 | 2023-05-11 | 3D at Depth, Inc. | Systems and methods for monitoring underwater structures |
US11082717B2 (en) | 2017-07-05 | 2021-08-03 | Onesubsea Ip Uk Limited | Data compression for communication in subsea oil and gas systems |
CA3069305A1 (en) | 2017-07-10 | 2019-01-17 | 3D at Depth, Inc. | Underwater optical positioning systems and methods |
CN107632615B (zh) * | 2017-08-28 | 2020-07-17 | 电子科技大学 | 一种基于视觉巡视的自主飞行四旋翼穿行隧道方法 |
EP3651056A1 (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-13 | Rovco Limited | Computing device and method for video object detection |
US11874407B2 (en) * | 2020-02-19 | 2024-01-16 | Coda Octopus Group Inc. | Technologies for dynamic, real-time, four-dimensional volumetric multi-object underwater scene segmentation |
CN113721246A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-11-30 | 江苏省水利科学研究院 | 一种可同时获得水上水下点云数据的三维建模方法 |
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CN116071520B (zh) * | 2023-03-31 | 2023-07-14 | 湖南省水务规划设计院有限公司 | 一种数字孪生水务仿真模拟测试方法 |
Family Cites Families (17)
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NO307014B1 (no) * | 1998-06-19 | 2000-01-24 | Omnitech As | Fremgangsmåte for frembringelse av et 3D-bilde |
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US7257483B2 (en) * | 2004-09-23 | 2007-08-14 | HYDRO-QUéBEC | Method and apparatus for determining the position of an underwater object in real-time |
US7184926B2 (en) | 2005-03-16 | 2007-02-27 | Trimble Navigation Limited | Method for estimating the orientation of a machine |
US8625854B2 (en) * | 2005-09-09 | 2014-01-07 | Industrial Research Limited | 3D scene scanner and a position and orientation system |
US8220408B2 (en) * | 2007-07-31 | 2012-07-17 | Stone William C | Underwater vehicle with sonar array |
JP2009045097A (ja) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Univ Of Miyazaki | 三次元画像生成装置及び三次元画像生成方法 |
CN101672916B (zh) | 2009-09-17 | 2011-11-09 | 中国海洋大学 | 机械扫描式成像声呐的运动失真补偿方法 |
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