Исследование и разработка принципов создания многофункциональных робототехнических комплексов для изучения и освоения Мирового океана

Объектом исследования являются морские робототехнические комплексы и их составные части, конструкции, датчики, движители, системы управления, системы электроснабжения, исследовательская аппаратура и т.д. Целью выполнения научно-исследовательских работ является разработка новых алгоритмов, методов и технологий создания подводных робототехнических комплексов, обладающих расширенными функциональными возможностями и удовлетворяющих повышенным требованиям по автономности и эффективности выполнения сложных миссий для изучения и освоения Мирового океана. Методы проведения исследований базируются на основных положениях теории и практики построения информационно-измерительных и управляющих систем, методах идентификации характеристик динамических систем, методах компьютерного моделирования и вычислительной геометрии, теории программирования, общей теории систем, анализа изображений, математической логики, численных методах математического анализа. В ходе выполнения НИР в 2024 г. были получены следующие новые научные результаты. 1. Программно-аппаратные средства реализации высокоточных алгоритмов управления движением необитаемых подводных аппаратов (НПА), адаптивных к изменению параметров их динамики и движительно-рулевых комплексов (ДРК). Результаты экспериментальных исследований прототипов систем в ходе стендовых, бассейновых и натурных испытаний АНПА/ТНПА, создаваемых в ИПМТ ДВО РАН. Результаты сравнительной оценки функциональных свойств исследуемых версий управляющих систем на основе модельных и экспериментальных данных. 2. Методы описания комплексных миссий АНПА, а также библиотека программных агентов для обследования группировок искусственных донных объектов. Результаты моделирования обследования объектов промышленной инфраструктуры в среде интегрированной навигационно-управляющей и моделирующей системы АНПА. 3. Методы навигации, алгоритмы, архитектура и описание базовых элементов навигационной системы для обеспечения работы АНПА в условиях Арктики. 4. Материалы натурных исследований, подтверждающие характеристики разработанных технических средств контроля подводной обстановки по шумовому полю акватории с использованием скалярно-векторных приемников звука. 5. Доработанные методы построения изображений морского дна по данным средств освещения подводной обстановки, предназначенные для их интеграции в систему управления АНПА. 6. Разработан подход к обеспечению энергетического и информационного бесконтактного взаимодействия гибридных НПА с береговым постом управления при построении системы обслуживания и мониторинга подводных добычных комплексов. Проведены теоретические и экспериментальные исследования ЭМИ для решения задачи отслеживания протяженного донного объекта. 7. Программное обеспечение пеленгования шумящих объектов с использованием комбинированных приёмников. Результаты экспериментальных исследований. 8. Алгоритмы обеспечения интеллектуальной поддержки деятельности операторов НПА. Комбинированная информационно-управляющая система автономных и гибридных НПА, включающая в себя экспертные системы и системы автоматического управления. Программно-аппаратная реализация системы, результаты моделирования и экспериментальных исследований. 9. Результаты оценки эффективности предложенного способа кодирования OFDM сигналов в рамках, численных и натурных морских экспериментов. 10. Методы, алгоритмы и программные продукты, обеспечивающие расширение функциональных возможностей экспериментального образца безэкипажного катера со сменными модулями полезной нагрузки (АНПА, ТНПА, радиогидроакустические буи и беспилотные летательные аппараты).