Vision-Based Autonomous Underwater Swimming in Dense Coral for Combined Collision Avoidance and Target Selection
Notice bibliographique
Résumé
We address the problem of learning vision-based, collision-avoiding, and target-selecting controllers in 3D, specifically in underwater environments densely populated with coral reefs. Using a highly maneuverable, dynamic, six-legged (or flippered) vehicle to swim underwater, we exploit real time visual feedback to make close-range navigation decisions that would be hard to achieve with other sensors. Our approach uses computer vision as the sole mechanism for both collision avoidance and visual target selection. In particular, we seek to swim close to the reef to make observations while avoiding both collisions and barren, coral-deprived regions. To carry out path selection while avoiding collisions, we use monocular image data processed in real time. The proposed system uses a convolutional neural network that takes an image from a forward-facing camera as input and predicts unscaled and relative path changes. The network is trained to encode our desired obstacle-avoidance and reef-exploration objectives via supervised learning from human-labeled data. The predictions from the network are transformed into absolute path changes via a combination of a temporally-smoothed proportional controller for heading targets and a low-level motor controller. This system enables safe and autonomous coral reef navigation in underwater environments. We validate our approach using an untethered and fully autonomous robot swimming through coral reef in the open ocean. Our robot successfully traverses 1000 m of the ocean floor collision-free while collecting close-up footage of coral reefs.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».