CC BY
23Робототехника и искусственный интеллект
УДК 608.2
РАЗРАБОТКА ПОДВОДНОГО ТЕЛЕУПРАВЛЯЕМОГО ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО РОБОТОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ МОНИТОРИНГА И ИССЛЕДОВАНИЯ БИОРЕСУРСОВ В КОНТЕКСТЕ ОСВОЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ «SMELCOM ROV»
DEVELOPMENT OF UNDERWATER TELEVISION-CONTROLLED SOFTWARE-HARDWARE ROBOTIC COMPLEX FOR MONITORING AND RESEARCH OF BIORESOURCES IN THE CONTEXT OF DEVELOPMENT OF HYDROCARBON DEPOSITS "SMELCOM ROV"
DOI: 10.24412/CL-35807-2021-1-34-36
Гладышев М. Д., магистрант 1 года обучения, факультет цифровых технологий и кибербезопасности, направление «Биотехнические системы и технологии», ФГБОУ ВО «Астраханский государственный университет», Астрахань, Россия Тамков П. И., магистрант 1 года обучения, факультет цифровых технологий и кибербезопасности, направление «Биотехнические системы и технологии», ФГБОУ ВО «Астраханский государственный университет», Астрахань, Россия
Gladyshev M. D., 1st year master's student, Faculty of Digital Technologies and Cybersecurity, direction Biotechnical systems and technologies, ASU "Astrakhan State University", Astrakhan, Russia,
Tamkov P. I., 1st year master's student, Faculty of Digital Technologies and Cybersecurity, direction Biotechnical systems and technologies, ASU "Astrakhan State University", Astrakhan, Russia
В статье описывается переносной комплекс, включающий в себя подводный телеуправляемый ро-бототехнический комплекс, способный оценивать экологическое состояние морей и их биоресурсов в контексте освоения углеродных биоресурсов.
The article describes a portable complex, which includes an underwater tele-controlled robotic complex, capable of assessing the ecological state of the seas and their biological resources in the context of the development of carbon biological resources.
Ключевые слова: АНПА, ТНПА робототехни-ческий комплекс, подводный аппарат, подводные работы, смотровые комплексы.
Keywords: AUV, ROV, robotic complex, underwater vehicle, underwater work, observation complexes.
Проект охватывает обширные водные ресурсы, которыми богата наша страна. Каждый отдельный водоем, река или даже море могут быть использованы для применения данной системы. Подобный аппарат применим и очень востребован в любом регионе, в котором есть выход к реке, озеру или другому водному ресурсу. Научно-исследовательский комплекс является адаптированным под реки и моря, а глубина, на которую способен погружаться данный аппарат, составляет 400 метров.
На сегодняшний день на рынке телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов присутствует достаточно много прямых и косвенных конкурентов, которые во многом уступают данному робототехническому комплексу. Этот аппарат относится к ТНПА легкого класса. Среди косвенных аналогов хотелось бы выделить несколько подобных комплексов: «Мар-лин-350», «Сабфайтер-3000», «Фалкон» (Falcon), ТПА ECO H300V, Суепр ГНОМ PRO. Все представленные аналоги имеют схожую конструкцию и 5 моторов, обеспечивающих работу под водой. Среди недостатков хотелось бы отметить, что
данные аппараты не имеют автономного электропитания, что накладывает на них некоторые ограничения. Например, кабель передачи сигнала имеет большую площадь сечения, что сильно отражается на управлении подобным аппаратом и уже на 10 метрах необходимо с собой иметь переносной генератор или сеть 220 вольт, что порой крайне тяжело обеспечить. Наземный пункт управления довольно громоздкий, и управление происходит через неудобный пульт контроля. Касаемо конструктивных особенностей, хотелось бы выделить немодульность конструкции, каждый из аналогов имеет строгое расположение внутренних компонентов, и для добавления или изменения параметров системы ее необходимо полностью заменять, что порой не всегда возможно и очень дорогостояще. Рассматривая прямые аналоги, хотелось бы выделить BlueROV2 Heavy Configuration, который имеет схожие параметры, но также и ряд недостатков. Так, цена аппарата довольно высока, а учитывая доставку, которая осуществляется из США, то цена возрастет и составит более $ 5900. Что касается обслуживания и замены поврежденных компонентов, то приобрести их будет либо крайне дорого или фактически невозможно.
Будет разработан программно-аппаратный комплекс телеуправляемого необитаемого подводного аппарата (ТНПА), в котором должны быть заложены методы оценки экологической обстановки и измерения отклонений от вертикали подводных сооружений. Разрабатываемый комплекс будет состоять из надводной станции уп-
равления и подводного аппарата, что должно существенно облегчить работу оператору за счет применения системы технического зрения на надводной станции, которая в автоматическом режиме будет отправлять команды подводному роботу.
Инновационность аппарата заключается в разработке роботизированного подводного комплекса, который будет решать множество задач в автоматическом режиме, что должно позволить пользователям сократить затраты на проведение исследований в подводной среде.
Продукт состоит из ТПА и блока управления ТПА. ТПА состоит из корпуса, на котором установлены 8 тяговых двигателей, расположенных таких образом, что ТПА может совершать движения во всех направлениях. На корпусе ТПА также расположены: камера, изображение с которой выводится на экране блока управления ТПА; светодиоды — для обеспечения видимости в затемненной местности; аккумуляторы и другая управляющая электроника нижнего уровня. Блок управления ТПА состоит из герметичного корпуса ( степень защиты IP 69), в который встроены дисплей и управляющая электроника верхнего уровня. Управление происходит путем передачи данных по Bluetooth с пульта управления, выполненного в виде джойстика, на блок управления ТПА, далее идет передача информации от блока управления ТПА к самому ТПА по кабельному каналу длиной до 1000 м.
Применение робота при закладке подводных трубопроводов в ц елях контроля смещений. Про-
ведение исследований на глубинах до 400 м для исследования экологической обстановки. Использование при плановых проверках подводных сооружений. Также возможно применение данного аппарата на судопромышленных предприятиях для исследования днища судна на дефекты. Подъем со дна мелких предметов весом до 2 кг. Возможна высококачественная киносъемка подводной фауны.
Функционал данного программно-аппаратного комплекса продуман так, чтобы не доставлять неудобств пользователю; система управления основана на применении джойстика от игровой приставки, что позволяет пользователю быстро привыкнуть к управлению; критические углы задаются только при расширенном режиме, что позволит обычному пользователю не путаться в настройках данных углов.
Список литературы
1. Революция «Управляемых подводных аппаратов» // Offshore technology [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.ofrshore-echnology.com/features/feature105597/
2. Телеуправляемые подводные аппараты. Общие сведения // ОАО «ТетрисПро» // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.tetis-pro.ru/faq/8028/
3. Телеуправляемый подводный аппарат BlueROV2 // BLUEROBOTICS OFFICIAL [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://bluerobotics.com/store/rov/bluerov2/
4. Телеуправляемый подводный аппарат DEEP TREKKER // DEEP TREKKER OFFICIAL [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.deeptr/ekker.com/shop/products/revolution-x-rov
5. Лопота А. В. Морские робототехнические комплексы военного и специального назначения / А. В. Лопота, А. Б. Николаев — М.: Изд-во Системы управления, связи и безопасности, 2016.
6. Исследование и разработка необитаемых подводных робототехнических систем и комплексов // Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.imtp.febras.ru/podvodnaya-robototexnika.html
