Objektdeteksjon med YOLOv8 og LiDAR for maritim sikkerhet

Abstract

Denne avhandlingen handler om å integrere et Ouster Lidarsystem på en Otter USV. Ved å kombinere Otterens smidighet med Lidarens avanserte sensorteknologi, gir man Otteren muligheten til å detektere objekter. Vårt fokus er spesifikt rettet mot å identifisere og måle avstanden til båter nær Otteren for å forbedre operatørens situasjonsforståelse. Ouster lidar-systemet fungerer ved å sende ut laserpulser og måle disse pulsene når de reflekterer tilbake fra omgivelsene. Den kan måle avstand, signal, nær-IR og reflektivitet. Ved å bruke denne dataen kan vi generere et 2D-bilde som YOLO-algoritmen kan bruke til objektdeteksjon. Ved å bruke avstandsmålingene fra lidar og OpenCV er vi i stand til å generere et bilde der objekter på vannet er tydelige. Med en trent YOLOv8-modell er vi i stand til å oppdage båter i dette bildet. Ved å integrere Ouster lidar-systemet på Otter USV og navigere den til en båthavn, oppdaget vi flere båter vellykket. Ved hjelp av lidarens avstandsmålinger kan vi vise avstanden til båtene, og dermed gi nyttig informasjon til operatøren.

This thesis integrates an Ouster lidar system onto the Otter USV. By combining the Otter's agility with lidar's advanced sensing, we provide the Otter with object detection capabilities. Our focus is specifically on identifying and measuring the distance to boats near the Otter USV, enhancing operator awareness. The ouster lidar system operates by emitting laser pulses and measuring these laser pulses as they bounce back from the environment, it can measure range, signal, near-IR, and reflectivity. Utilizing this data, we can generate a 2D image that the YOLO algorithm can use for object detection. Using range values and OpenCV we are able to generate a picture where objects on the water are clearly visible. With a trained YOLOv8 model we are able to detect boats within this picture. By integrating the Ouster lidar system onto the Otter USV and navigating it to a boat dock, we successfully detected multiple boats. Using the lidar’s range measurements we can display the distance to the boats, providing useful information to the operator.