Алгоритмы инспекции локальных объектов донного промышленного оборудования с применением АНПА

Автор: Инзарцев А.В., Панин М.А., Бобков В.А.

Журнал: Подводные исследования и робототехника @jmtp-febras

Рубрика: Модели, алгоритмы и программные средства

Статья в выпуске: 3 (33), 2020 года.

Бесплатный доступ

АНПА могут быть применены для автоматизированной инспекции объектов подводных добычных комплексов. При наличии априорной информации об объекте (его модели) целью обследования может быть детальная фотосъемка заданных фрагментов объекта. Для выхода АНПА к этим фрагментам используются алгоритмы точной навигационной привязки к объекту на базе анализа последовательности стереоизображений и имеющейся информации о расположении характерных точек объекта. В случае отсутствия априорной информации целью обследования может быть построение детальной 3D модели объекта (с помощью лазерного сканера или многолучевого эхолокатора). Для этого АНПА производит первоначальное обнаружение (локализацию) объекта. Далее его траектория формируется динамически от одной видовой позиции к другой по мере поступления новой информации об объекте. В качестве критерия при выборе очередной видовой позиции используется оценка ее информативности (т.е. объем получаемой новой информации об объекте). Итоговая модель объекта формируется по собранной информации с использованием методов фотограмметрии. В работе рассматриваются подходы и алгоритмы, которые могут быть использованы при обследовании объектов для этих двух случаев.

Еще

Автономный необитаемый подводный аппарат (анпа), построение трехмерной модели объекта, точная навигационная привязка к объекту, фотосъемка заданных фрагментов объекта

Короткий адрес: https://readera.org/143172925

IDR: 143172925   |   DOI: 10.37102/24094609.2020.33.3.003

Список литературы Алгоритмы инспекции локальных объектов донного промышленного оборудования с применением АНПА

  • Матвиенко Ю.В., Новиков А.И., Ремезков А.В. Концепция создания роботизированного комплекса обследования и мониторинга технического состояния объектов подводной добычи // Материалы восьмой всерос. науч.-техн. конф. "Технические проблемы освоения мирового океана" (ТПОМО-8). Владивосток, 2019. С. 6-10.
  • Marco J., Divas K. Multi sensor underwater pipeline tracking with AUVs // Oceans. 2014. St. John's, 2014. P. 1-6.
  • Marco J., Divas K. Guidance of AUVs for Autonomous Underwater Inspection // Automatisierungstechnik. 2015. Vol. 63 (5). P. 380-388.
  • Underwater inspection system using an autonomous underwater vehicle ("auv") in combination with a laser micro bathymetry unit (triangulation laser) and high-definition camera. - URL: https://patents.google.com/patent/WO2015134473A2 (дата обращения: 10.07.2020).
  • Dalei Wu, Kamal Youcef-Toumi, Rached Ben-Mansour. Node Localization in Robotic Sensor Networks for Pipeline Inspection // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2016. Vol. 12, Is. 2. P. 809-819.
  • Caoyang Yu, Xianbo Xiang, Mingjiu Zuo, Hui Liu. Underwater cable tracking control of under-actuated AUV // 2016 IEEE/OES Autonomous Underwater Vehicles. 2016. P. 324-329.
  • Jialei Z., Qin Z., Xianbo X. Automatic inspection of subsea optical cable by an autonomous underwater vehicle // OCEANS 2017. Aberdeen, UK, 2017. P. 1-6.
  • Jialei Z., Xiang X. Subsea cable tracking by a 5-DOF AUV // 36th Chinese Control Conference. Shenyang, China, 2017. P. 4796-4800.
  • Jun Zhang, Viorela Ila, Laurent Kneip. Robust Visual Odometry in Underwater Enviroment // OCEANS 2018 - MTS/IEEE Conf. KOBE, 2018. P. 1-9.
  • Инзарцев А.В., Матвиенко Ю.В., Павин А.М., Рылов Н.И. Мониторинг морского дна с применением технологий интеллектуальной обработки данных поисковых устройств на борту АНПА // Подводные исследования и робототехника. 2015. № 2 (20). С. 20-27.
  • Инзарцев А.В., Борейко А.А., Боровик А.И., Ваулин Ю.В., Каморный А.В., Львов О.Ю., Матвиенко Ю.В., Сидоренко А.В., Спорышев М.С., Щербатюк А.Ф. Опыт использования АНПА типа MT-2010 для экологических исследований в бухте Золотой Рог // Экологические системы и приборы. 2018. № 12. С. 38-45.
  • Record-Setting AUV Pipeline Inspection in Deepwater West Africa. - URL: 10.4043/27688-MS (дата обращения: 20.07.2020).
  • DOI: 10.4043/27688-MS(
  • AUV Integrated Cathodic Protection iCP Inspection System - Results from a North Sea Survey. - URL: 10.4043/29524-MS (дата обращения: 20.07.2020).
  • DOI: 10.4043/29524-MS(
  • Inzartsev A., Pavin A., Matvienko V. AUV Application for Inspection of Partly Silted Underwater Cables // Proceedings of 6th Int. Symp. on Underwater Technology (UT2009). Wuxi, Chin, 2009. P. 284-292.
  • Maurelli F., Carreras M., Salvi J., Lane D., Kyriakopoulos K., Karras G., Fox M., Long D., Kormushev P., Caldwell D. The PANDORA project: a success story in AUV autonomy // Proceedings of OCEANS 2016. Shanghai, China, 2016.
  • Manley J.E., Halpin S., Radford N., Ondler M. Aquanaut: A New Tool for Subsea Inspection and Intervention // Proceedings of OCEANS2018-MTS/IEEE Conf. Charleston, SC, USA, 2016.
  • Инзарцев А.В., Павин А.М., Лебедко О.А., Панин М.А. Распознавание и обследование малоразмерных подводных объектов с помощью автономных необитаемых подводных аппаратов // Подводные исследования и робототехника. 2016. № 2 (22). С. 36-43
  • Инзарцев А.В., Павин А.М., Багницкий А.В. Планирование и осуществление действий обследовательского подводного робота на базе поведенческих методов // Подводные исследования и робототехника. 2013. № 1 (15). С. 4-16.
  • Борейко А.А., Инзарцев А.В., Машошин А.И., Павин А.М., Пашкевич И.В. Система управления АНПА большой автономности на базе мультиагентного подхода // Подводные исследования и робототехника. 2019. № 2 (28). С. 23-31.
  • Голубев В.А. Деятельность ОАО "Газпром" по освоению ресурсов углеводородов на шельфе Российской Федерации. - URL: http: //rao-offshore.ru/netcat_files/userfiles/03_golubev.pdf (дата обращения: 10.07.2020).
  • Инзарцев А.В., Киселев Л.В., Костенко В.В., Матвиенко Ю.В., Павин А.М., Щербатюк А.Ф. Подводные робототехнические комплексы: системы, технологии, применение / под. ред. Л.В. Киселева. Владивосток: Дальнаука, 2018. 367 с.
  • Инзарцев А.В., Багницкий А.В. Планирование и реализация траекторий движения автономного подводного робота при выполнении мониторинга в акваториях различных типов // Подводные исследования и робототехника. 2016. № 2 (22). С. 25-35.
  • Two-Dimensional Frontier-Based Viewpoint Generation for Exploring and Mapping Underwater Environments. - URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/19/6/1460 (дата обращения: 10.07.2020).
  • Vaibhav K. Viswanathan, Zayra Lobo, Jessica Lupanow, Sebastian Seibert von Fock, Zoë Wood, Timmy Gambin, Christopher Clark. AUV Motion-Planning for Photogrammetric Reconstruction of Marine Archaeological Sites // Proceedings of 2017 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA). Singapore, 2017.
  • The open motion planning library. - URL: http://ompl.kavrakilab.org (дата обращения: 10.07.2020).
  • Multi-AUV motion planning for archeological site mapping and photogrammetric reconstruction. - URL: 10.1002/rob.21905 (дата обращения: 10.07.2020).
  • DOI: 10.1002/rob.21905(
  • Metashape - photogrammetric processing of digital images and 3D spatial data generation. - URL:https://www.agisoft.com/ (дата обращения: 10.07.2020).
  • Narc'ıs Palomeras, Natalia Hurtós, Eduard Vidal, Marc Carreras. Autonomous Exploration of Complex Underwater Environments Using a Probabilistic Next-Best-View Planner // Proceedings of IEEE Robotics and Automation Letters. 2019. Vol. 4, No. 2.
  • Dorian Buksz, Michael Cashmore, Benjamin Krarup, Daniele Magazzeni, Bram Ridder. Strategic-tactical planning for autonomous underwater vehicles over long horizons // Proceedings of IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS). Madrid, Spain, 2018.
  • Bobkov V.A., KudryashovA.P., Inzartsev A.V. Technology of AUV High-Precision Referencing to Inspected Object // Gyroscopy and Navigation. 2019. Vol. 10, No. 4. P. 322-329.
  • Melman S., Bobkov V., Inzartsev A., Pavin A. Distributed Simulation Framework for Investigation of Autonomous Underwater Vehicles' Real-Time Behavior // Proceedings of the OCEANS'15 MTS/IEEE. Washington DC, 2015.
Еще
Статья научная