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2022 | OriginalPaper | Buchkapitel

SOINS: A Real-Time Underwater Sonar-Inertial System for Pipeline 3D Reconstruction

verfasst von : Wenzhi Gong, Li Xiao, Tian Zeng, Yuchong Li, Zhigang Sun, Zhuo Wang

Erschienen in: Intelligent Robotics and Applications

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

In this paper, we propose a real time underwater sonar-inertial system for pipeline reconstruction. In our approach, the sonar data is preprocessed by the likelihood method, from which we calculate the optimal estimation of obstacles position. The cluster center, feature vector and the feature point of sonar point cloud are computed by our cluster-based method, the feature information are utilized to state estimate and 3D reconstruction. During the state estimation step, an IEKF (iterative extended Kalman filter) are used to fuse IMU and sonar data, which are suitable for real-time calculation on the embedded platforms. The proposed method is validated in underwater experiment, the result shows our method have great performance in real-time and accuracy, in which process time can achieve 53 ms and relative translation error can be reduced to 2.5%. The 3D point cloud reconstructed in our method is shown at the end of article.

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Literatur
5.
Zurück zum Zitat Hesch, J.A., Mirzaei, F.M., Mariottini, G.L., Roumeliotis, S.I.: A laser-aided inertial navigation system (l-ins) for human localization in unknown indoor environments. In: 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 5376–5382. IEEE (2010). https://doi.org/10.1109/ROBOT.2010.5509693 Hesch, J.A., Mirzaei, F.M., Mariottini, G.L., Roumeliotis, S.I.: A laser-aided inertial navigation system (l-ins) for human localization in unknown indoor environments. In: 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 5376–5382. IEEE (2010). https://​doi.​org/​10.​1109/​ROBOT.​2010.​5509693
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Zurück zum Zitat Kwon, S., Park, J., Kim, J.: IEEE 2017 IEEE Underwater Technology (UT) - Busan, South Korea (2017.2.21–2017.2.24)] 2017 IEEE Underwater Technology (UT) - 3D reconstruction of underwater objects using a wide-beam imaging sonar, pp. 1–4 (2017). 10.1109/ UT.2017.7890306 Kwon, S., Park, J., Kim, J.: IEEE 2017 IEEE Underwater Technology (UT) - Busan, South Korea (2017.2.21–2017.2.24)] 2017 IEEE Underwater Technology (UT) - 3D reconstruction of underwater objects using a wide-beam imaging sonar, pp. 1–4 (2017). 10.1109/ UT.2017.7890306
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Zurück zum Zitat Müller, J., Rottmann, A., Burgard, W.: A probabilistic sonar sensor model for robust localization of a small-size blimp in indoor environments using a particle filter. In: Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), pp. 3589–3594 (2009). https://doi.org/10.1109/ROBOT.2009.5152283 Müller, J., Rottmann, A., Burgard, W.: A probabilistic sonar sensor model for robust localization of a small-size blimp in indoor environments using a particle filter. In: Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), pp. 3589–3594 (2009). https://​doi.​org/​10.​1109/​ROBOT.​2009.​5152283
Metadaten
Titel
SOINS: A Real-Time Underwater Sonar-Inertial System for Pipeline 3D Reconstruction
verfasst von
Wenzhi Gong
Li Xiao
Tian Zeng
Yuchong Li
Zhigang Sun
Zhuo Wang
Copyright-Jahr
2022
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-13835-5_25