An Augmented Reality Periscope for Submarines with Extended Visual Classification

Abstract

Os submarinos são considerados extremamente estratégicos para qualquer força naval devido à sua capacidade furtiva. Emergir a superfície ou na cota periscópica é uma tarefa necessária para identificar os contatos visuais através do dispositivo do periscópio. Essa manobra possui muitos procedimentos e geralmente tem que ser rápida e ágil, para evitar a exposição. Nesta dissertação, apresentamos e implementamos uma nova arquitetura para periscópio de submarinos, desenvolvida para futuras operações da frota naval brasileira. Nosso sistema consiste em uma sonda que está conectada ao submarino e carrega uma câmara 360º. Projetamos e obtemos as imagens dentro da embarcação usando dispositivos VR / XR tradicionais. Também propomos e implementamos uma eficiente técnica de reconhecimento de objetos baseada em visão computacional usando imagens sintéticas, com o objetivo de estimar e exibir os navios detectados de forma eficaz e precisa. Para tanto, construímos e disponibilizamos um conjunto de dados composto por 99.000 imagens. Por fim, também estimamos as distâncias dos elementos classificados, mostrando todas as informações em uma interface baseada em AR. Embora a sonda seja conectada com fio, ela permite que a embarcação fique em posições profundas, reduzindo sua exposição e introduzindo uma nova forma de manobras submarinas. Validamos nossa proposta através de um experimento de experiência do usuário com 19 submarinistas especialistas em operações de periscópio.