Разработка алгоритмов поиска и обследования искусственных протяженных объектов с помощью автономного необитаемого подводного аппарата

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. 
   Разработан алгоритм идентификации ИПО по данным гидролокатора бокового обзора. К достоинствам алгоритма следует отнести низкую ресурсоемкость (эхограмма гидролокатора обрабатывается построчно по мере поступления новой информации), что позволяет идентифицировать ИПО в реальном масштабе времени на борту АНПА. Результаты обработки модельных и реальных акустических изображений (полученных автономным аппаратом во время инспекции подводного кабеля) позволяют сделать вывод о возможности применения предложенного алгоритма в системе управления АНПА для инспекции подводных коммуникаций.
   
2. 
   Усовершенствован метод распознавания металлосодержащих протяженных объектов, который позволяет рассчитывать направление и близость протяженного объекта для неортогональной антенной системы электромагнитного искателя АНПА. Результаты натурных испытаний подтвердили эффективность метода во время поиска и отслеживания металлосодержащего кабеля.
   
3. 
   Предложен алгоритм идентификации искусственных подводных протяженных объектов, который ориентирован на использование многолучевых эхолокаторов. Результаты моделирования подтверждают возможность применения алгоритма для решения задачи инспекции крупногабаритных протяженных объектов (трубопроводов, траншей). Данный алгоритм может также использоваться для идентификации ИПО по данным оптических дальномеров (например, лазерных датчиков расстояния).
   
4. 
   Разработан и реализован в системе управления АНПА алгоритм интегральной обработки данных от систем идентификации протяженных объектов, который успешно прошёл проверку, как во время испытаний, так и при выполнении реальных работ. К достоинствам алгоритма можно отнести низкую ресурсоемкость, поскольку используется накопление информации не связанное с перебором.
   
5. 
   Разработан алгоритм управления автономным подводным аппаратом для проведения инспекции протяженных объектов, включающий следующие этапы: поиск и обнаружение объекта инспекции, отслеживание ИПО, обследование потенциально опасных мест, возвращение АНПА и съемка окрестности инспектируемого объекта. Описанный алгоритм реализован в системе управления подводных роботов, разработанных в ИПМТ ДВО РАН. Результаты моделирования, морские испытания и опытная эксплуатация подтвердили эффективность предложенного алгоритма при решении задач инспекции подводных протяженных объектов.
   

Публикации по теме диссертации

1. 
   Inzartsev A.V., Pavin A.M. AUV Application for Inspection of Underwater Communications // Underwater Vehicles edited by Alexander Inzartsev, In-Tech Publishers, Vienna, Austria. 2009. P. 215-234.
   
2. 
   Inzartsev A.V., Pavin A.M., Matvienko Yu.V. AUV Application for Inspection of Partly Silted Underwater Cables // Sixth International Symposium on Underwater Technology, Wuxi, China, April 2009, CD-ROM Proceedings.
   
3. 
   Павин А.М. Распознавание кабельных линий на гидроакустических изображениях морского дна // Материалы третьей всероссийской научно-технической конференции «Технические проблемы освоения мирового океана», Владивосток, 22-25 сентября 2009 г. С. 311-316.
   
4. 
   Павин А.М. Идентификация подводных протяженных объектов на акустических снимках гидролокатора бокового обзора / Приборы. 2009. №12. C. 43-50.
   
5. 
   Павин А.М. Метод идентификации подводного трубопровода на основе многолучевой эхолокационной информации АНПА: разработка и моделирование // Материалы VIII школы-семинара молодых ученых «Математическое моделирование и информационные технологии». Ин-т динамики систем и теории управления СО РАН. - Иркутск, 8-12 июля 2006. С. 134-138.
   
6. 
   Pavin A.M. The Pipeline Identification Method Basing on AUV's Echo-Sounder Data // OCEANS’06 MTS/IEEE Conference, September 18-21, 2006, Boston, MA, USA, CD-ROM Proceedings.
   
7. 
   Инзарцев А.В., Павин А.М. Использование эхолокационной информации для обнаружения и инспекции искусственных протяженных объектов автономным необитаемым подводным аппаратом / Подводные исследования и робототехника. 2006. №2. С. 27-35.
   
8. 
   Kukarskih A.K., Pavin A.M. Using of Electromagnetic Searcher for Inspection of Metallic Cable by Means of AUV // OCEANS’08 MTS/IEEE Kobe-Techno-Ocean Conference, Kobe, Japan, April 8-11, 2008, CD-ROM Proceedings.
   
9. 
   Кукарских А.К., Павин А.М. Электромагнитный искатель для обнаружения и отслеживания металлосодержащих подводных протяженных объектов / Приборы. 2008. №4. С. 33-38.
   
10. 
    Кукарских А.К., Павин А.М. Оптимизация характеристик электромагнитного гидролокатора подводного робота на основе дифференциальной методики расчета приемных сигналов / Подводные исследования и робототехника. 2008. №6, С. 43-48.
    
11. 
    Инзарцев А.В., Павин А.М. Организация движения АНПА вдоль одномерных протяженных объектов на основе комплексирования информации телевизионной системы и электромагнитного искателя // Материалы международной научно-технической конференции «Технические проблемы освоения мирового океана», Владивосток, 2-5 октября 2007 г, С. 91-97.
    
12. 
    Inzartsev A.V., Pavin A.M. AUV Cable Tracking System Based on Electromagnetic and Video Data // OCEANS’08 MTS/IEEE Kobe-Techno-Ocean Conference, Kobe, Japan, April 8-11, 2008, CD-ROM Proceedings.
    
13. 
    Инзарцев А.В., Павин А.М. Интегрированная система технического зрения и управления АНПА для поиска и обследования протяженных кабельных линий / Подводные исследования и робототехника. 2007. №4. С. 15-20.
    
14. 
    Инзарцев А.В., Павин А.М. Планирование движения АНПА вдоль трубопровода на основе эхолокационной информации // Материалы международной научно-технической конференции «Технические проблемы освоения мирового океана», Владивосток, 14-17 сентября 2005 г, С. 33-39.
    
15. 
    Inzartsev A.V., Pavin A.M. AUV Behavior Algorithm While Inspecting of Partly Visible Pipeline // OCEANS 2006 MTS/IEEE Conference, September 18-21, 2006, Boston, MA, USA, CD-ROM Proceedings.
    
16. 
    Инзарцев А.В., Павин А.М. Управление автономным необитаемым подводным аппаратом при инспекции искусственных протяженных объектов / Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. №4. С. 47-54.
    
17. 
    Инзарцев А.В., Киселев Л.В., Медведев А.В., Павин А.М. Управление автономным подводным роботом при обследовании объектов и областей дна // Международная конференция по подводным технологиям (Subsea Tech). С-Петербург. Сентябрь 2009 г. Материалы CD-ROM.