Похибки передачі та візуалізації параметрів руху автономного безпілотного підводного апарату
DOI:
https://doi.org/10.20535/0203-3771502025347444Ключові слова:
інтегрований навігаційний комплекс, моделювання, візуалізація, похибки передачі даних, автономний безпілотний підводний апаратАнотація
У роботі розглядаються питання, пов’язані з розробкою навігаційного комплексу для маневрених автономних безпілотних підводних апаратів, на основі інтеграції систем забезпечення руху (функцій навігації та керування) з системами збору та передачі інформації у режимі візуалізації інформації та, за необхідності, дистанційного керування. Проводиться аналіз похибок передачі та візуалізації навігаційних параметрів і положення апарату при його русі за коловою траєкторією зі сталою швидкістю. Розглянуто затримку передачі даних у гідроакустичній системі зв’язку та її вплив на точність і своєчасність відображення навігаційної інформації. За результатами моделювання колового руху апарату отримано залежності похибок передачі та візуалізації даних про кут курсу, горизонтальну швидкість та місце положення апарату на площині руху для різних швидкостей руху та значень часової затримки. Результати моделювання показали, що затримка передачі даних у гідроакустичному каналі зв’язку призводить до відставання відображеної навігаційної інформації від фактичних даних руху апарата, що потребує врахування та зменшення похибок передачі даних при розробці інтегрованих навігаційних комплексів для маневрених безпілотних підводних апаратів.
Посилання
Wang J., Wu Z., Dong H., Tan M., Yu J. Development and control of underwater gliding robots: A review. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2022, 9 (9), 1543–1560. https://doi.org/10.1109/JAS.2022.105671.
Paull L., Saeed, S., Seto M., Li H. AUV navigation and localization: A re-view. IEEE Journal of Oceanic Engineering. 2014, 39 (1), 131–149.
Wu H., Chen Y., Yang Q., Yan B., Yang X. A Review of Underwater Robot Localization in Confined Spaces. Journal of Marine Science and Engineering. 2024, 12 (3), 428. https://doi.org/ 10.3390/jmse12030428.
Karmozdi A., Hashemi M., Salarieh H., Alasty A. INS-DVL Navigation Improvement Using Rotational Motion Dynamic Model of AUV. IEEE Sensors Journal. 2020, 20 (23), 14329–14336.
http://dx.doi.org/10.1109/JSEN.2020.3007929
Li W., Wu W., Wang J., Wu M. A novel backtracking navigation scheme for Autonomous Underwater Vehicles. Measurement. 2014, 47, 496–504. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2013.09.022.
Topini E., Fanelli F., Topini A., Pebody M., Ridolfi A., Phillips A. B., Allotta B. An experimental comparison of Deep Learning strategies for AUV navigation in DVL-denied environments. Ocean Engineering. 2023, 274, 114034. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.114034.
Bhat S., Stenius I. Hydrobatics: a review of trends, challenges and opportunities for efficient and agile under actuated AUVs. 2018 IEEE/OES Autonomous Underwater Vehicle Workshop (AUV), 2018, 1―8.
https://doi.org/10.1109/AUV.2018.8729805.
Bhat S., Stenius I., Miao T. Real-time flight simulation of hydrobatic AUVs over the full 00 ―3600 envelope. IEEE Journal of Oceanic Engineering. 2021, 46 (4), 1114―1131. https://doi.org/10.1109/JOE.2021.3076178.
Bhat S., Torroba I., Özkahraman Ö., Bore N., Sprague C., Xie Y. A Cyber-Physical System for Hydrobatic AUVs: System Integration and Field Demonstration. 2020 IEEE/OES Autonomous Underwater Vehicles Symposium (AUV), 2020, 1-8. https://doi.org/10.1109/AUV50043.2020.9267947.
Золотарьов Є. О., Бурау Н. І. Моделювання колового руху автономного безпілотного підводного апарату та сигналів датчиків інерціальної навігаційної системи. Електронне моделювання. 2025, 47 (1), 116-132. https://doi.org/10.15407/emodel.47.01.116.
Золотарьов Є. О., Бурау Н. І. Застосування технологій Node-RED для візуалізації руху об’єктів. Measuring and Computing Devices in Techno-logical Processes. 2024, 1, 93–100. https://doi.org/10.31891/2219-9365-2024-77-12.
Inertial Labs: INS – GPS-Aided inertial Navigation Systems. 2024. [Елек-тронний ресурс]. Режим доступу: https://inertiallabs.com/products/ins-inertial-navigation-systems/
Wang J., Yuen C., Gua Y., Ge F. Reinforcement learning-based link adaptation in long delayed underwater acoustic channel. MATEC Web of Conferences, 2019, 283, 07001. https://doi.org/10.1051/matecconf/201928307001.
Gallimore E. et al. The WHOI Micromodem-2: A Scalable System for Acoustic Communications and Networking. Proceedings of OCEANS 2010 IEEE, 2010, Sydney, 1–7.
18/34 Devices | EvoLogics [онлайн], (без дати). EvoLogics. [Дата звер-нення 27 червня 2025]. Режим доступу: https://www.evologics.com/acoustic-modem/18-34.
Acoustic Modems [онлайн], (без дати). Marine Equipment & Technology Solutions by Teledyne Marine. [Дата звернення 27 червня 2025]. Режим доступу: https://www.teledynemarine.com/brands/benthos/acoustic-modems
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY-NC-ND , котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
