9月12日，记者从中国科学院西安光机所获悉：该所海洋光学技术研究室吴国俊研究员团队在水下智能感知领域取得重要突破，提出一种物理引导与几何约束融合的水下光信标显著目标检测与定位框架，攻克了浑浊水下环境中自主水下航行器“看不清信号灯、对接不稳”的难题。研究得到国家重点研发计划资助，相关成果发表于国际顶级学术期刊《信息融合》。

自主水下航行器要完成长航时海洋观测、基础设施巡检和资源勘探，离不开稳定可靠的水下对接。这个过程好比船舶靠码头，航行器必须精准识别对接站上的“信号灯”，才能稳稳停靠。但水下环境复杂，水体浑浊、光线散射，传统检测方法容易“看走眼”；深度学习算法又高度依赖大量标注样本和高性能计算芯片，难以直接装到水下航行器上。

针对这些痛点，研究团队提出了“物理机制+几何约束”双线索融合的新路径。一方面，利用水下成像物理模型抑制后向散射、削弱前向光晕，把干扰“剥掉”，让信标本体更突出；另一方面，利用信标自身径向对称的几何特性，即使轮廓模糊也能找准中心，再由条件随机场实现两条线索的自适应融合。

面向航行器光学对接的水下光信标稳健检测技术示意图。

“这相当于给视觉系统同时配备‘去雾滤镜’和‘形状校验器’，双重线索互相印证，即便在浑浊水体中也能精准锁定目标。”吴国俊解释说，这套框架不需要深度学习训练，不依赖高性能计算芯片，普通计算机处理器即可实时运行，适配性强，便于水下航行器搭载。

团队先后在湖上和近海开展试验，测试场景包括不同浑浊程度的水体，也覆盖了多种对接站外形。结果表现稳定：在浑浊水里，系统依然能找到光信标，不容易漏掉真目标，也不容易被杂光或反射误当成信标；找到信标后，中心位置判断得很准，能给后续对接计算提供可靠坐标，且检出的信标轮廓和真实形状贴合得比较好。

不同退化条件下的定性对比图。

更重要的是，把这项技术接入“检测—位姿估计—视觉导引”完整对接流程后，航行器在对接过程中几乎全程都能稳定知道自己的位置和姿态，不再频繁“丢失目标”。这意味着，水下航行器在复杂水况下也能更连续地获得导航信息，对接动作更稳、更安全。

团队成员、西安光机所工程师苗宇宏表示，该成果为复杂水环境下光信标稳健感知开辟了全新技术路径，未来可广泛应用于海洋立体观测、水下工程运维、海洋资源开发等领域，服务国家海洋发展战略。（群众新闻记者 孙亚婷）