Omnidirectional underwater surveying and telepresence

Exploratory dives are traditionally the first step for marine scientists to acquire information on a previously unknown area of scientific interest. Manned submersibles have been the platform of choice for such exploration, as they allow a high level of environmental perception by the scientist on-board, and the ability to take informed decisions on what to explore next. However, manned submersibles have extremely high operation costs and provide very limited bottom time. Remotely operated vehicles (ROVs) can partially address these two issues, but have operational and cost constraints that restrict their usage. This paper discusses new capabilities to assist scientists operating lightweight hybrid remotely operated vehicles (HROV) in exploratory missions of mapping and surveying. The new capabilities, under development within the Spanish National project OMNIUS, provide a new layer of autonomy for HROVs by exploring three key concepts: Omni-directional optical sensing for collaborative immersive exploration, Proximity safety awareness and Online mapping during mission time.Peer Reviewe

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em

O meio submarino constitui um desafio à navegação autónoma de veículos robóticos. Uma solução comum para o problema da esimação de posição consiste no uso de faróis acústicos posicionados com grande precisão, o que implica elevados custos de operação. Recentemente, o sensoriamento baseado em Visão tem vindo a ser encarado como uma alternativa de baixo custo. Apesar de apresentar um alcance limitado, devido a restrições de visibilidade e iluminação, o posicionamento baseado em Visão pode ser usado para navegação se estiver associado a uma representação adequada do meio ambiente. Neste contexto, os mosaicos vídeo constituem uma solução natural para o problema do campo de visão limitado, podendo ser usada como representação do fundo marinho. Esta tese aborda o problema da construção de mosaicos video capazes de servir de suporte à navegação de veículos autónomos, operando perto do fundo marinho. Os métodos desenvolvidos estão vocacionadas para missões nas quais um veículo é comandado para mapear uma região de interesse aproximadamente plana e navegar posteriormente sobre a mesma. Na primeira parte do trabalho apresenta-se uma metodologia para a criação automática de mosaicos vídeo, que possibilita a estimação tridimensional da trajectória da câmara. O process