Acoustic sensors play an important role in autonomous underwater vehicles (AUVs). Sidescan sonar (SSS) detects a wide range and provides photo-realistic images in high resolution. However, SSS projects the 3D seafloor to 2D images, which are distorted by the AUV's altitude, target's range and sensor's resolution. As a result, the same physical area can show significant visual differences in SSS images from different survey lines, causing difficulties in tasks such as pixel correspondence and template matching. In this paper, a canonical transformation method consisting of intensity correction and slant range correction is proposed to decrease the above distortion. The intensity correction includes beam pattern correction and incident angle correction using three different Lambertian laws (cos, cos2, cot), whereas the slant range correction removes the nadir zone and projects the position of SSS elements into equally horizontally spaced, view-point independent bins. The proposed method is evaluated on real data collected by a HUGIN AUV, with manually-annotated pixel correspondence as ground truth reference. Experimental results on patch pairs compare similarity measures and keypoint descriptor matching. The results show that the canonical transformation can improve the patch similarity, as well as SIFT descriptor matching accuracy in different images where the same physical area was ensonified.


翻译:声学传感器在自主水下载具(AUVs)中扮演着重要的角色。侧扫声纳(SSS)可以检测广泛的区域并提供高分辨率的逼真图像。但是,SSS将三维海底投影到二维图像上,这些图像受到AUV的高度、目标的范围和传感器的分辨率的影响而失真。因此,同一物理区域在不同勘测线的SSS图像中会显示出显著的视觉差异,从而在诸如像素对应和模板匹配等任务中带来困难。在本文中,中值升法变换方法提出了由强度校正和斜距校正组成的方法来减小上述失真。强度校正包括使用三种不同的兰伯特定律(cos、cos2、cot)进行波束模式校正和入射角校正,而斜距校正则移除垂足区并将SSS元件的位置投影到等间距的、视点独立的箱子中。所提出的方法在由HUGIN AUV收集的真实数据上进行了评估,其中人工注释的像素对应作为参考基准。在不同图像中,比较了相似性度量和关键点描述符匹配的补丁对的实验结果。结果表明,标准变换可以改善补丁相似性,以及在传感了同一物理区域的不同图像中进行SIFT描述符匹配的准确性。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
165+阅读 · 2020年3月18日
【康奈尔大学】度量数据粒度,Measuring Dataset Granularity
专知会员服务
13+阅读 · 2019年12月27日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
177+阅读 · 2019年10月11日
【泡泡一分钟】用于视角可变重定位的语义地图构建
泡泡机器人SLAM
19+阅读 · 2019年10月21日
ICRA 2019 论文速览 | 传统SLAM、三维视觉算法进展
计算机视觉life
50+阅读 · 2019年7月16日
【泡泡一分钟】基于运动估计的激光雷达和相机标定方法
泡泡机器人SLAM
25+阅读 · 2019年1月17日
【泡泡一分钟】用于评估视觉惯性里程计的TUM VI数据集
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2019年1月4日
【泡泡一分钟】RoomNet:端到端房屋布局估计
泡泡机器人SLAM
18+阅读 · 2018年12月4日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2022年10月27日
Arxiv
16+阅读 · 2021年1月27日
VIP会员
相关资讯
【泡泡一分钟】用于视角可变重定位的语义地图构建
泡泡机器人SLAM
19+阅读 · 2019年10月21日
ICRA 2019 论文速览 | 传统SLAM、三维视觉算法进展
计算机视觉life
50+阅读 · 2019年7月16日
【泡泡一分钟】基于运动估计的激光雷达和相机标定方法
泡泡机器人SLAM
25+阅读 · 2019年1月17日
【泡泡一分钟】用于评估视觉惯性里程计的TUM VI数据集
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2019年1月4日
【泡泡一分钟】RoomNet:端到端房屋布局估计
泡泡机器人SLAM
18+阅读 · 2018年12月4日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员