Отправить статью по E-mail 
Разработка комплекса методов для автономного выполнения технологических операций манипуляционными подводными аппаратами
- Авторы: Коноплин А.Ю.1, Красавин Н.А.1, Юрманов А.П.1, Пятавин П.А.1, Костенко В.В.1, Быканова А.Ю.1
-
Учреждения:
- Институт проблем морских технологий им. академика М. Д. Агеева ДВО РАН
- Выпуск: № 1 (2024)
- Страницы: 54-71
- Раздел: К 300‑летию Российской академии наук
- URL: https://permmedjournal.ru/0869-7698/article/view/676029
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0869769824010044
- EDN: https://elibrary.ru/leqdse
- ID: 676029
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Описана разработка комплекса методов, предназначенных для решения актуальной задачи повышения эффективности выполнения дорогостоящих манипуляционных технологических операций в глубинах Мирового океана с помощью необитаемых подводных аппаратов (НПА), оснащаемых многозвенными манипуляторами (ММ). На основе предложенных методов синтезированы системы обработки сенсорной информации и распознавания окружающей обстановки, а также формирования программных (целевых) сигналов и динамического управления НПА с ММ. За счет согласованной работы этих систем обеспечивается успешное автономное выполнение контактных манипуляционных операций в режиме зависания НПА над или вблизи морских объектов. Выполнена программно-аппаратная реализация разработанных систем, при этом результаты бассейновых экспериментов и полунатурного моделирования подтвердили работоспособность и высокую эффективность предложенных разработок, расширяющих функциональные возможности НПА.
Полный текст
Об авторах
Александр Юрьевич Коноплин
Институт проблем морских технологий им. академика М. Д. Агеева ДВО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: kayur-prim@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7554-1002
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
Россия, ВладивостокНикита Андреевич Красавин
Институт проблем морских технологий им. академика М. Д. Агеева ДВО РАН
Email: krasyava061@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1102-5409
научный сотрудник
Россия, ВладивостокАлександр Павлович Юрманов
Институт проблем морских технологий им. академика М. Д. Агеева ДВО РАН
Email: yurmanov_a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6849-3700
научный сотрудник
Россия, ВладивостокПавел Алексеевич Пятавин
Институт проблем морских технологий им. академика М. Д. Агеева ДВО РАН
Email: mcmaster988@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0812-808X
научный сотрудник
Россия, ВладивостокВладимир Владимирович Костенко
Институт проблем морских технологий им. академика М. Д. Агеева ДВО РАН
Email: kosten.ko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3821-3787
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
Россия, ВладивостокАнна Юрьевна Быканова
Институт проблем морских технологий им. академика М. Д. Агеева ДВО РАН
Email: vladianna@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3040-1345
кандидат технических наук, старший научный сотрудник
Россия, ВладивостокСписок литературы
- Филаретов В. Ф., Юхимец Д. А. Особенности синтеза высокоточных систем управления скоростным движением и стабилизацией подводных аппаратов в пространстве. Владивосток: Дальнаука, 2016. 400 с.
- Manley J. E., Halpin S., Radford N., Ondler M. Aquanaut: A new tool for subsea inspection and intervention // OCEANS2018 MTS/IEEE Charleston. Charleston, SC, USA, 2018. P. 1–4. doi: 10.1109/OCEANS.2018.8604508.
- Marani G., Choi S. K., Yuh J. Underwater autonomous manipulation for intervention missions AUVs // Ocean Engineering. 2009. Vol. 36, N1. P. 15–23. doi: 10.1016/j.oceaneng.2008.08.007.
- Cao H., Chen X., He Y., Zhao X. Dynamic adaptive hybrid impedance control for dynamic contact force tracking in uncertain environments // IEEE Access. 2019. Vol. 7. P. 83162–83174. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2924696.
- Cieslak P., Ridao P., Giergiel M. Autonomous underwater panel operation by GIRONA500 UVMS: A practical approach to autonomous underwater manipulation // 2015 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). Seattle, WA, USA. 2015. P. 529–536. doi: 10.1109/ICRA.2015.7139230.
- Казанин А. Г., Казанин Г. С., Иванов Г. И., Саркисян М. В. Инновационные технологии при выполнении инженерно-геологических работ на арктическом шельфе России // Научный журнал российского газового общества. 2016. № 4. С. 25–30.
- Sivčev S., Rossi M., Coleman J., Dooly G., Omerdić E., Toal D. Fully automatic visual servoing control for work-class marine intervention ROVs // Control Engineering Practice. 2018. Vol. 74. P. 153–167. doi: 10.1016/j.conengprac.2018.03.005.
- Youakim D., Dornbush A., Likhachev M., Ridao P. Motion planning for an underwater mobile manipulator by exploiting loose coupling // 2018 IEEE/RSJ International conference on intelligent robots and systems (IROS). Madrid, Spain, 2018. P. 7164–7171. doi: 10.1109/IROS.2018.8593604.
- Yu L., Yang E., Ren P. et al. Inspection robots in oil and gas industry: A review of current solutions and future trends // 2019 25th International Conference on Automation and Computing (ICAC). Lancaster, United Kingdom, 2019. P. 1–6. doi: 10.23919/IConAC.2019.8895089.
- Antonelli G. Underwater robots. 3rd ed. Switzerland: Springer international publishing, 2014. 279 p. doi: 10.1007/978-3-319-02877-4. (Springer tracts in advanced robotics; Vol. 96).
- Penalver A., Perez J., Fernandez J. J., Sales J., Sanz P. J., Garcia J. C., Fornas D., Marin R. Visually-guided manipulation techniques for robotic autonomous underwater panel interventions // Annual Reviews in Control. 2015. Vol. 40. P. 201–211. doi: 10.1016/j.arcontrol.2015.09.012.
- Guerneve T., Subr K., Petillot Y. Three-dimensional reconstruction of underwater objects using wide-aperture imaging SONAR // Journal of Field Robotics. 2018. Vol. 35, N. 6. P. 890–905. DOI: doi.org/10.1002/rob.21783.
- 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. doi: 10.17587/mau.18.543–549.
- Борейко А. А., Воронцов А. В., Кушнерик А. А., Щербатюк А. Ф. Алгоритмы обработки видеоизображений для решения некоторых задач управления и навигации автономных необитаемых подводных аппаратов // Подводные исследования и робототехника. 2010. № 1. С. 29–39.
- Филаретов В. Ф., Зуев А. В., Губанков А. С. Управление манипуляторами при выполнении различных технологических операций. М.: Наука, 2018. 232 с.
- Коноплин А. Ю., Юрманов А. П. Красавин Н. А., Пятавин П. А. Разработка, программная реализация и исследование системы управления многозвенными манипуляторами необитаемых подводных аппаратов при динамическом позиционировании над морскими объектами // Подводные исследования и робототехника. 2021. № 3. С. 4–15. doi: 10.37102/1992-4429_2021_37_03_01.
- Коноплин А. Ю., Красавин Н. А., Юрманов А. П., Пятавин П. А., Кацурин А. А. Система позиционно-силового управления подводными аппаратами с многозвенными манипуляторами для выполнения контактных манипуляционных операций // Подводные исследования и робототехника. 2022. № 4. С. 40–52. doi: 10.37102/1992-4429_2022_42_04_04.
- Leabourne K. N., Rock S. M. Model development of an underwater manipulator for coordinated arm-vehicle control // OCEANS’98 Conference Proceedings. Vol. 2. Nice, France. 1998. P. 941–946. doi: 10.1109/OCEANS.1998.724376.
- McLain T.W., Rock S. M., Lee M. J. Experiments in the coordinated control of an underwater arm/vehicle system // Autonomous Robots. 1996. Vol. 3, N2/3. P. 213–232. doi: 10.1007/BF00141156.
- Kostenko V. V., Bykanova A. Yu., Tolstonogov A. Yu. Developing the multilink manipulator system for an autonomous underwater vehicle // 2022 International conference on ocean studies (ICOS). Vladivostok, Russian Federation, 2022. P. 45–50. doi: 10.1109/ICOS55803.2022.10033371.
- Бабаев Р. А., Боровик А. И., Ваулин Ю. В., Елисеенко Г. Д., Михайлов Д. Н., Найденко Н. А. Применение АНПА ММТ-3500 для научных исследований в Атлантическом секторе Антарктики // Подводные исследования и робототехника. 2022. № 3. С. 15–32. doi: 10.37102/1992–4429_2022_41_03_02.
Дополнительные файлы
