Власти и операторы портов должны предоставлять актуальные карты русла рек и портовых сооружений. До сих пор это требовало использования специальных картографических судов и большого количества рабочей силы. Это дорого и не выполняется с той частотой и точностью, которые потребуются для будущих приложений, таких как автономное судоходство.
По этой причине группа исследователей из Fraunhofer IOSB разработала простое в управлении беспилотное судно размером 2х1,5х1 м и весом 64 кг, которое автономно обследует водоемы и создает соответствующие 3D карты. Эти карты должны регулярно составляться и обновляться соответствующими органами, что очень дорого, поскольку в настоящее время съемки проводятся вручную с помощью специалистов на картографических судах. Проведение подводного и надводного картирования с помощью автономных плавсредств обходится гораздо дешевле.
Исследователи из Fraunhofer IOSB в Карлсруэ разработали такую систему в рамках проекта Teilautomatisches Peilsystem fur Flusse und Seen (полуавтоматическая навигационная система для рек и озер) на базе коммерческого беспилотного надводного судна (USV). Подключенное только к центральной рабочей станции или станции управления на суше, судно составляет карты всех типов внутренних водоемов и их окрестностей, проводя съемку как над, так и под поверхностью воды. Возможно также применение в прибрежных районах, поскольку в своем нынешней итерации судно может составлять карты на глубине до 100 метров.
Используя GPS, датчики ускорения и угловой скорости, а также доплеровский измеритель скорости и сноса, оно способно двигаться автономно. Данные с различных датчиков объединяются для управления полуавтоматической навигационной системой. Для картирования над водой используются лазерные сканеры и камеры в сочетании с картографическим программным обеспечением, разработанным в Fraunhofer IOSB, что позволяет устройствам воссоздавать высокоточные 3D-модели окружающей среды. Подводное картирование, в свою очередь, осуществляется с помощью многолучевого гидролокатора, который интегрирован в систему датчиков и создает полную 3D-модель дна.
"Наша навигационная система является полуавтоматической в том смысле, что пользователю необходимо лишь указать область, которую необходимо картографировать. Сам процесс съемки полностью автоматизирован, а оценка данных осуществляется всего несколькими щелчками мыши. Мы разработали программные модули, необходимые для картографирования и автономного пилотирования", - объясняет д-р Янко Петерейт, ученый из Fraunhofer IOSB.
Первым шагом является определение площади, которую необходимо исследовать, после чего ПО использует эту информацию для расчета маршрута. Выполняя свою задачу, судно автономно уклоняется от препятствий. Во время движения в реальном времени создается быстрая 3D-модель для целей навигации. Вторая высокоточная 3D-модель рассчитывается программным обеспечением после оценки данных, захватывая как дно водоема, так и сцену над водной поверхностью, скрывая при этом движущиеся объекты.
Испытания геодезического судна проводились на нескольких озерах. Действующий прототип в настоящее время используется исследовательской группой в городе Росток.
"В настоящее время ручные обследования проводятся лишь раз в один-два года и дают гораздо менее точные результаты, чем наши комплексные 3D-модели, поэтому состояние водных путей не отражается оптимально. Поэтому в будущем исследования рек необходимо будет проводить гораздо чаще и с более высоким уровнем детализации. Наша полуавтоматическая навигационная система предлагает экономически эффективную альтернативу существующим методам съемки", - говорит Петерейт.
Комментарии
(0) Добавить комментарий