Научный архив: статьи

Статья посвящена разработке системы автоматической инспекции проблемных участков протяженных объектов с использованием автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), оснащенных системами технического зрения (СТЗ), в частности многолучевыми гидроакустическими сонарами. Предложенная система позволяет в режиме реального времени на бортовом ЭВМ АНПА динамически строить трехмерную модель трубопровода на основе облаков точек, получаемых от СТЗ. На основе указанной модели автоматически определяются положение протяженного объекта в пространстве и его кривизна, а также уровень погружения трубы в донный грунт. Вычисленные параметры позволяют выявлять потенциально опасные участки, подверженные деформациям или повреждениям. Полученные данные должны использоваться для корректировки миссии аппарата с целью проведения детального дообследования выявленных зон интереса, а также могут быть отправлены на пост оператора с использованием гидроакустического канала связи с аппаратом.

Программная реализация системы выполнена на языке Python с использованием открытых библиотек для обработки трёхмерных данных. Численное моделирование процесса инспекции трубопровода проводилось в среде CoppeliaSim, полученные результаты подтвердили работоспособность и эффективность предложенной системы.

В статье предложен новый метод формирования программных сигналов управления многозвенными манипуляторами необитаемых подводных аппаратов, обеспечивающий сохранение требуемой точности технологических манипуляционных операций, выполняемых этими аппаратами в режиме стабилизируемого зависания вблизи объектов работ. Это достигается за счет дополнительных перемещений рабочего инструмента манипулятора и изменения его ориентации на основе информации о реальных угловых и линейных смещениях аппарата относительно его исходного положения стабилизации. В то же время желаемая скорость движения инструмента по заданной траектории корректируется таким образом, чтобы манипулятор успевал скомпенсировать нежелательные смещения аппарата. Выполнено численное моделирование работы реализованного метода. При этом использовалась созданная в Matlab/Simulink модель манипулятора типа PUMA, установленного на необитаемый подводный аппарат, стабилизируемый в режиме зависания. Визуализация работы системы выполнена в среде виртуального моделирования CoppeliaSim. Результаты проведенного моделирования подтвердили работоспособность метода и показали эффективность его использования для повышения точности выполнения подводных манипуляционных операций.