Marine$\mathcal{X}$: Design and Implementation of Unmanned Surface Vessel for Vision Guided Navigation

要約

海洋ロボット、特に無人水上艦 (USV) は、捜索救助、環境監視、海洋安全保障などの海上任務における多様な用途で大きな注目を集めています。
このペーパーでは、marine$\mathcal{X}$ という名前の USV の設計と実装について説明します。
marine$\mathcal{X}$ のハードウェア コンポーネントは、堅牢性、効率性、さまざまな環境条件への適応性を確保するために細心の注意を払って開発されています。
さらに、ビジョンベースの物体追跡アルゴリズムの統合により、marine$\mathcal{X}$ は水面上の特定の物体を自律的に追跡および監視できるようになります。
制御システムは PID 制御を利用しており、目的のコースと目標物体までの距離を維持しながら、marine$\mathcal{X}$ の正確なナビゲーションを可能にします。
marine$\mathcal{X}$ のパフォーマンスを評価するために、シミュレーション、海洋プールでの試験、外海での実世界テストを含む包括的なテストが実施されます。
これらのテストの成功結果は、リアルタイムの物体追跡を実現する USV の能力を実証し、海上業務におけるさまざまな用途への可能性を示しています。

要約(オリジナル)

Marine robots, particularly Unmanned Surface Vessels (USVs), have gained considerable attention for their diverse applications in maritime tasks, including search and rescue, environmental monitoring, and maritime security. This paper presents the design and implementation of a USV named marine$\mathcal{X}$. The hardware components of marine$\mathcal{X}$ are meticulously developed to ensure robustness, efficiency, and adaptability to varying environmental conditions. Furthermore, the integration of a vision-based object tracking algorithm empowers marine$\mathcal{X}$ to autonomously track and monitor specific objects on the water surface. The control system utilizes PID control, enabling precise navigation of marine$\mathcal{X}$ while maintaining a desired course and distance to the target object. To assess the performance of marine$\mathcal{X}$, comprehensive testing is conducted, encompassing simulation, trials in the marine pool, and real-world tests in the open sea. The successful outcomes of these tests demonstrate the USV’s capabilities in achieving real-time object tracking, showcasing its potential for various applications in maritime operations.

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