РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СИНТЕЗА ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ ПОДВОДНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫПОЛНЕНИЯ ПОДВОДНЫХ ОПЕРАЦИЙ В УСЛОВИЯХ ЧАСТИЧНО НЕОПРЕДЕЛЕННОГО ОКРУЖЕНИЯ (18-5-054)

Объект исследования - информационно-управляющая система (ИУС), обеспечивающая высокоточное управление техническими средствами исследования Мирового океана. Цель исследования - создание новых методов построения ИУС автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), позволяющих обеспечить выполнения осмотровых операций для определения количества биологических объектов (крабов) в условиях заранее неопределенной обстановки. Основными характеристиками разрабатываемых в проекте ИУС являются: реализация функций, обеспечивающих их высокоточное движение в неизвестном окружении, анализ данных, поступающих от бортовых сенсоров АНПА, обеспечение отказоустойчивого функционирования АНПА. Методология проведения работ по проекту состоит в последовательной разработке новых теоретических методов синтеза отдельных подсистем и всей ИУС АНПА в целом. В 2018 г. проведен анализ подводных операций, выполняемых с помощью необитаемых подводных аппаратов, с целью выявления путей построения их высокоточных систем управления. Синтезирована высокоточная система управления подводного аппарата на основе нового принципа управления, использующего виртуальную программную траекторию для учета неопределенности параметров аппарата и внешних воздействий. Предложен метод формирования пространственных траекторий движения подводных роботов в неизвестной обстановке с применением элементов нечеткой логики. Разработан комплекс для выполнения дистанционного экологического мониторинга, состоящий из АНПА и поплавка-ретранслятора, соединенных между собой оптоволоконным кабелем связи. Ключевой особенностью АНПА является система регулирования плавучести, а АНПА может зависать, перемещаться по заданной программе либо дистанционно управляться оператором. Разработаны алгоритмы мониторинга донной поверхности группой специализированных роботов, обеспечивающие автоматический поиск заданных донных объектов (как живых, так и неживых) с помощью ГБО и одновременное их обследование с использованием фотосистемы. Разработано представление задания (миссии) для АНПА на основе стандарта GeoJSON, что позволяет использовать существующие графические средства для интерактивного редактирования заданий и существенно сократить время подготовки миссии. Проверена эффективность методики получения с помощью реального АНПА исходных данных для последующего построения карт распространения растворенных материалов различного происхождения в толще воды. Результаты работы могут быть использованы для создания автономных подводных робототехнических комплексов для выполнения исследований Мирового океана. Отдельные результаты проекта могут быть использованы для модернизации уже существующих подводных технических средств.