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Navegando ALICE: Avances en Acoplamiento Desplegable y Detección de Precisión para Operaciones de AUV

Autores: Gutnik, Yevgeni; Zagdanski, Nir; Farber, Sharon; Treibitz, Tali; Groper, Morel

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Navegando ALICE: Avances en Acoplamiento Desplegable y Detección de Precisión para Operaciones de AUV


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Vehículos submarinos autónomos
Estación de acoplamiento
Fusión de sensores
Estación de acoplamiento desplegable
Características innovadoras
Capacidades operativas de AUV

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los Vehículos Submarinos Autónomos (AUVs) operan de manera independiente utilizando baterías y almacenamiento de datos a bordo, lo que requiere recuperaciones periódicas para la recarga de baterías y la transferencia de datos. Las operaciones tradicionales de lanzamiento y recuperación (L&R) basadas en la superficie presentan riesgos significativos para el personal y el equipo, particularmente en condiciones climáticas adversas. Las estaciones de acoplamiento subsuperficiales ofrecen una alternativa más segura, pero a menudo implican instalaciones fijas complejas y costosos sistemas de posicionamiento acústico. Este trabajo presenta una solución de acoplamiento integral que incluye las siguientes dos innovaciones clave: (1) una nueva estación de acoplamiento desplegable (DDS) diseñada para un despliegue rápido desde embarcaciones de oportunidad, operando sin transmisores acústicos activos; y (2) un enfoque innovador de fusión de sensores que combina los datos de sonar de mirada hacia adelante y de cámara a bordo del AUV. La DDS comprende un marco protector semi-sumergible y un componente de acoplamiento compensado por oleaje subsuperficial equipado con marcadores visuales retroiluminados, un balizaje electromagnético (EM) y un dispositivo de elevación EM. Este diseño adaptable es adecuado para instalaciones temporales y en operaciones acústicamente sensibles o encubiertas. El sistema de posicionamiento y guía emplea un enfoque multi-sensor, integrando datos de rango y acimut del sonar con datos de elevación de la cámara de visión para lograr un posicionamiento 3D preciso y una navegación robusta en diversas condiciones submarinas. Este documento detalla las consideraciones de diseño y la integración del sistema AUV y la estación de acoplamiento, destacando sus características innovadoras. El método propuesto fue validado a través de simulaciones de software en el bucle, experimentos controlados en piscinas de agua de mar y ensayos preliminares en mar abierto, incluyendo varios intentos de acoplamiento. Si bien se planean más ensayos en el mar, los resultados actuales demuestran el potencial de esta solución para mejorar las capacidades operativas de los AUV en entornos submarinos desafiantes, al tiempo que reduce la complejidad de despliegue y los costos operativos.

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