- PII
- 10.31857/S0869769824010044-1
- DOI
- 10.31857/S0869769824010044
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 1
- Pages
- 54-71
- Abstract
- The article is devoted to the development of a set of methods designed to solve the urgent task of increasing the efficiency of performing expensive manipulative technological operations in the depths of the World Ocean using unmanned underwater vehicles (UUV) equipped with multilink manipulators (MM). Based on the proposed methods, systems for processing sensory information, recognizing the environment, target (control) signals formation and dynamic control of the UUV with MM are synthesized. Due to the coordinated operation of these systems, successful autonomous execution of contact manipulation operations in the UUV hovering mode above or near marine objects is ensured. The developed systems were implemented in hardware and software. In addition, the results of basin experiments and semi-natural modeling confirmed the operability and high efficiency of the proposed methods that expand the UUV functionality.
- Keywords
- необитаемый подводный аппарат многозвенный манипулятор позиционно-силовое управление контактные операции система управления система технического зрения идентификация объектов построение траекторий
- Date of publication
- 15.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 16
References
- 1. Филаретов В. Ф., Юхимец Д. А. Особенности синтеза высокоточных систем управления скоростным движением и стабилизацией подводных аппаратов в пространстве. Владивосток: Дальнаука, 2016. 400 с.
- 2. 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.
- 3. 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.
- 4. 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.
- 5. 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.
- 6. 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.
- 7. 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.
- 8. 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.
- 9. 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.
- 10. 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).
- 11. 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.
- 12. 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.
- 13. 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.
- 14. 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.
- 15. Филаретов В. Ф., Зуев А. В., Губанков А. С. Управление манипуляторами при выполнении различных технологических операций. М.: Наука, 2018. 232 с.
- 16. 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.
- 17. 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.
- 18. 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.
- 19. 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.
- 20. 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.
- 21. 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.
