Autonomous aerial-surface robot teams are promising for maritime monitoring. Robust deployment requires reliable perception over reflective water and scalable coordination under limited communication. We present a decentralized multi-robot framework for detecting and tracking floating containers using multiple UAVs cooperating with an autonomous surface vessel. Each UAV performs YOLOv8 and stereo-disparity-based visual detection, then tracks targets with per-object EKFs using uncertainty-aware data association. Compact track summaries are exchanged and fused conservatively via covariance intersection, ensuring consistency under unknown correlations. An information-driven assignment module allocates targets and selects UAV hover viewpoints by trading expected uncertainty reduction against travel effort and safety separation. Simulation results in a maritime scenario demonstrate improved coverage, localization accuracy, and tracking consistency while maintaining modest communication requirements.


翻译:自主空中-水面机器人集群在海上监测领域具有广阔应用前景。实现稳健部署需要克服水面反光条件下的可靠感知挑战,并在有限通信条件下实现可扩展的协同作业。本文提出一种去中心化多机器人框架,利用多架无人机与自主水面艇协同实现漂浮集装箱的检测与跟踪。每架无人机采用YOLOv8结合立体视差的视觉检测方法,通过不确定性感知数据关联为每个目标建立扩展卡尔曼滤波器进行跟踪。系统通过协方差交集法对紧凑的轨迹摘要进行保守式交换与融合,确保在未知相关性条件下保持一致性。信息驱动的分配模块通过权衡预期不确定性降低、航行能耗与安全间距,实现目标分配并选择无人机悬停观测点。海上场景仿真结果表明,该系统在保持适度通信需求的同时,显著提升了监测覆盖率、定位精度与跟踪一致性。

0
下载
关闭预览

相关内容

《无人海洋载具发展综述:智能化与协同化》35页
专知会员服务
35+阅读 · 2025年5月2日
基于多物理场的海洋智能无人装备探测研究现状
专知会员服务
32+阅读 · 2025年2月5日
国外海洋自主无人系统跨域协同实践研究∗
专知会员服务
36+阅读 · 2024年7月26日
海上无人系统跨域协同运用与技术发展
专知会员服务
66+阅读 · 2024年4月27日
《无人水面航行器的集群协同优化》131页
专知会员服务
74+阅读 · 2024年3月30日
海上无人系统发展及关键技术研究
专知会员服务
133+阅读 · 2023年9月22日
人工智能时代智能化海战模式
科技导报
21+阅读 · 2019年7月5日
前沿:水下机器人及其导航系统
科学出版社
11+阅读 · 2019年6月22日
国外有人/无人平台协同作战概述
无人机
122+阅读 · 2019年5月28日
无人机蜂群作战技术与多智能体系统理论
无人机
41+阅读 · 2019年1月27日
【学科发展报告】无人船
中国自动化学会
29+阅读 · 2019年1月8日
无人艇的发展趋势
无人机
13+阅读 · 2017年11月6日
盘点现代水面无人艇技术
无人机
29+阅读 · 2017年10月16日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
VIP会员
相关资讯
人工智能时代智能化海战模式
科技导报
21+阅读 · 2019年7月5日
前沿:水下机器人及其导航系统
科学出版社
11+阅读 · 2019年6月22日
国外有人/无人平台协同作战概述
无人机
122+阅读 · 2019年5月28日
无人机蜂群作战技术与多智能体系统理论
无人机
41+阅读 · 2019年1月27日
【学科发展报告】无人船
中国自动化学会
29+阅读 · 2019年1月8日
无人艇的发展趋势
无人机
13+阅读 · 2017年11月6日
盘点现代水面无人艇技术
无人机
29+阅读 · 2017年10月16日
相关基金
国家自然科学基金
17+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员