Подход к выполнению АНПА технологических манипуляционных операций с различными подводными объектами

Автор: Коноплин А.Ю., Коноплин Н.Ю., Шувалов Б.В.

Журнал: Подводные исследования и робототехника @jmtp-febras

Рубрика: Модели, алгоритмы и программные средства

Статья в выпуске: 1 (27), 2019 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрен новый подход к решению исследовательских и технологических манипуляционных задач с помощью автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), оснащаемых многозвенными манипуляторами (ММ). Разработанный подход предполагает построение математических моделей объектов работ с помощью облаков точек, получаемых от бортовых гидроакустических многолучевых 3D сонаров или систем технического зрения. На основе полученных моделей автоматически формируются целевые точки и сложные пространственные траекторий рабочих органов подводных ММ. При этом учитываются требования к выполнению конкретных манипуляционных операций. Кроме того, для определения местоположения и пространственной ориентации известных подводных объектов предлагается использовать их трехмерные модели, подвергающиеся дополнительной обработке и преобразованиям в облака точек. Эти облака совмещаются с облаками точек, принадлежащих реальному подводному объекту. На основе разработанного подхода создано программное обеспечение, позволяющее строить модели поверхности подводных объектов и рассчитывать пространственные траектории движения рабочих органов ММ, установленных на АНПА.

Еще

Автономный необитаемый подводный аппарат, распознавание подводных объектов, многолучевые 3d сонары, облако точек, многозвенный манипулятор, траектория, подводные операции, программное обеспечение

Короткий адрес: https://readera.ru/143168246

IDR: 143168246   |   DOI: 10.25808/24094609.2019.27.1.004

Список литературы Подход к выполнению АНПА технологических манипуляционных операций с различными подводными объектами

  • 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: Дальпресс, 2018. 367 с.
  • Tuphanov I.E., Scherbatyuk A.F. Adaptive algorithm of AUV meander pattern trajectory planning for underwater sampling//Proc. of the 10th ISOPE Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium. Vladivostok, Russia, 2012. P. 181-185.
  • Filaretov V.F., Yukhimets D.A., Scherbatyuk A.F., Tuphanov I.E., Mursalimov E.S. Some Marine Trial Results of a New Method for AUV Trajectory Motion Control//Proc. of the OCEANS 2014 MTS/IEEE Conf. St. John’s, Newfoundland and Labrador, Canada, 2014. P. 1-6.
  • 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.
  • Galceran E., Djapic V., Carreras M., Williams D.P. A Real-time Underwater Object Detection Algorithm for Multi-beam Forward Looking Sonar//3rd IFAC Workshop on Navigation, Guidance and Control of Underwater Vehicles. 2012. Vol. 45(5). P. 306-311.
  • Guerneve T., Subr K., Petillot Y. Three-dimensional reconstruction of underwater objects using wide-aperture imaging SONAR//Journal of Field Robotics. 2018. Vol. 35(6). P. 890-905.
  • Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю., Коноплин Н.Ю. Система для автоматического выполнения манипуляционных операций с помощью подводного робота//Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. № 8. C. 543-549.
  • Костенко В.В., Павин А.М. Автоматическое позиционирование необитаемого подводного аппарата над объектами морского дна с использованием фотоизображений//Подводные исследования и робототехника. 2014. № 1(17). С. 39-47.
  • Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система автоматической стабилизации подводного аппарата в режиме зависания при работающем многозвенном манипуляторе. Ч. 1//Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 6. С. 53-56.
  • Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система автоматической стабилизации подводного аппарата в режиме зависания пpи работающем многозвенном манипуляторе. Ч. 2//Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 7. С. 29-34.
  • Konoplin A.Yu., Konoplin N.Yu. System for automatic soil sampling by underwater vehicle//Proc. of 2017 Int. Conf. on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). Saint-Petersburg, Russia, 2017.
  • Oleari F., Kallasi F., Rizzini D.L., Aleotti J., Caselli S. Performance Evaluation of a Low-Cost Stereo Vision System for Underwater Object Detection//Proc. of the 19th IFAC World Congress. Cape Town, South Africa, 2014. Vol. 47(3). P. 3388-3394.
  • Marani G., Choi S.K., Yuh J. Underwater autonomous manipulation for intervention missions AUVs//Ocean Engineering. 2009. Vol. 36(1). P. 15-23.
  • Faria R.O., Kucharczak F., Freitas G.M., Leite A.C., Lizarralde F., Galassi M., From P.J. A Methodology for Autonomous Robotic Manipulation of Valves Using Visual Sensing//2nd IFAC Workshop on Automatic Control in Offshore Oil and Gas Production. Florianópolis, Brazil, 2015. Vol. 48(6). P. 221-228.
  • Galkin S.V., Vinogradov G.M., Tabachnik K.R., Rybakova E.I., Konoplin A.Y., Ivin V.V. Megafauna of the Bering Sea slope based on observations and imaging from ROV "Comanche"//Marine Imaging Workshop. Kiel, Germany, 2017.
  • Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю., Коноплин Н.Ю. Разработка и натурные испытания системы интеллектуальной поддержки деятельности операторов ТНПА//Подводные исследования и робототехника. 2018. № 2(26). С. 12-20.
  • Multibeam Sonar for 3D Model View of Sonar Imagery -Tritech products . -URL: http://www.tritech.co.uk/(дата обращения: 25.01.2019).
  • Teledyne BlueView's 3D Multibeam Scanning Sonar . -URL: http://www.teledynemarine.com/(дата обращения: 25.01.2019).
  • Fast triangulation of unordered point clouds: Documentation of Point Cloud Library . -URL: http://pointclouds.org/documentation/tutorials/greedy_projection.php (дата обращения: 25.01.2019).
  • Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю., Коноплин Н.Ю. Метод супервизорного управления манипулятором подводного робота//Мехатроника, автоматизация, управление. 2018. № 2. С. 95-99.
  • Möller T., Trumbore B. Fast, Minimum Storage Ray-Triangle Intersection//Journal of Graphics Tools. 1997. Vol. 2(1). P. 21-28.
  • Горностаев И.В., Губанков А.С. Разработка метода формирования законов перемещения мехатронных объектов с желаемой скоростью по гладким пространственным траекториям//Мат. III Всерос. науч.-тех. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов «Интеллектуальные системы, управление и мехатроника». Севастополь, 2017. С. 83-86.
  • Marton Z., Rusu R., Beetz M. On Fast Surface Reconstruction Methods for Large and Noisy Datasets//Proc. of the IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA). Kobe, Japan, 2009. P. 3218-3223.
  • Besl P.J. McKay N.D. Method for Registration of 3-D Shapes//IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. Los Alamitos, CA, USA, 1992. Vol. 14(2). P. 239-256.
  • Interactive Iterative Closest Point: Documentation of Point Cloud Library . -URL: http://pointclouds.org/documentation/tutorials/interactive_icp.php (дата обращения: 25.01.2019).
  • Филаретов В.Ф., Губанков А.С., Горностаев И.В., Коноплин А.Ю. Разработка метода формирования программных сигналов управления манипуляторами, установленными на подводных аппаратах//Подводные исследования и робототехника. 2018. № 1(25). C. 32-39.
Еще
Статья научная