Plateforme de simulation numérique avec interaction homme-machine pour la conception immersive - pour la navigation, le mouvement et le contrôle à distance des robots sous-marins pour travaux
En raison de la difficulté élevée, du coût élevé et de la longue durée des essais sous-marins, la simulation complète des essais de robotique sous-marine à distance (ROV) devient une option économiquement viable pour la préparation des opérateurs aux tâches sous-marines réelles pour les tests d'algorithmes et la formation des opérateurs. Dans cet article, une plateforme de simulation numérique pour la navigation, le mouvement et le contrôle à distance de ROV a été développée pour offrir une expérience opérationnelle visuelle interactive à l'opérateur. La plateforme a été conçue pour fournir un environnement de simulation virtuelle à l'opérateur pour la formation ainsi qu'une rétroaction visuelle et tactile en temps réel lors de l'exécution des tâches réelles. De plus, cette plateforme a été conçue pour les chercheurs afin de fournir une interface de données ouverte pour la validation et les tests préliminaires des algorithmes pertinents avant les tâches sous-marines réelles. Deux scénarios de travail sous-marin classiques ont été choisis aux fins de tests de simulation basés sur la dynamique des fluides, à savoir l'échantillonnage de sédiments sous-marins et la tâche de raccordement des tuyaux. Une fois que le ROV atteint les positions prédéfinies, l'opérateur peut obtenir une rétroaction visuelle et tactile et contrôler le bras mécanique principal sur le ROV via le bras mécanique secondaire. Tout au long du processus d’exécution, des algorithmes de navigation locaux basés sur la méthode de fenêtre dynamique, des contrôleurs de mouvement par glissement et un cadre de contrôle à distance sont utilisés pour démontrer l’efficacité de la plateforme développée. Enfin, une enquête sur les utilisateurs à base de mesures quantitatives du mode d'exploitation ROV a été menée pour évaluer la supériorité et la précision de la simulation numérique dans le contrôle sous-marin immersif.
Keywords
Opérations sous-marines à distance; Contrôle à distance; Navigation et contrôle de mouvement; Réalité virtuelle; Rétroaction visuelle et tactile