Цифровая симуляционная платформа с человеко-машинным взаимодействием для иммерсивного дизайна - для навигации, движения и дистанционного управления дистанционным подводным оборудованием

Fanghao HUANG ,  

Xiao YANG ,  

Xuanlin CHEN ,  

Deqing MEI ,  

Zheng CHEN ,  

Abstract

В связи с высокой сложностью, высокой стоимостью и длительным временем исполнения испытаний под водой, полная симуляция испытаний дистанционных подводных роботов (ROV) становится экономически целесообразным вариантом для использования в практических водных задачах предварительного тестирования алгоритмов и подготовки операторов. В данной работе разработана платформа для исследования навигации, движения и дистанционного управления ROV, предоставляющая интерактивную цифровую симуляционную среду для оператора для визуального опыта полного процесса. На этой платформе разработан двухмодовый механизм: первый - для обеспечения оператору виртуальной симуляционной среды, второй - для предоставления оператору реальной видео- и тактильной обратной связи во время выполнения фактических заданий. Кроме того, данная платформа предназначена для исследователей для предоставления открытого интерфейса данных для проверки и предварительного тестирования соответствующих алгоритмов перед фактической водной задачей. Выбирают два типичных подводных рабочих сценария на основе гидродинамики для симуляционных испытаний, а именно - сборка подводных осадков и задача присоединения трубопровода. После того, как ROV достигнет заранее установленных местоположений, оператор сможет получить видео- и тактильную обратную связь и управлять главной механической рукой на ROV через вспомогательную механическую руку. В процессе всей эксплуатации используются локальные навигационные алгоритмы на основе динамического окна, регулятор движения по скольжению и дистанционный контроль для демонстрации эффективности разработанной платформы. Наконец, проведен пользовательский опрос квантифицируемых показателей режима эксплуатации ROV, чтобы оценить превосходство и точность цифровой симуляции в иммерсионном подводном контроле.

Keywords

Плавание под водой; Дистацнионное управление; Навигация и управление движением; Виртуальная и действительная реальность; Визуальная и тактильная обратная связь

READ MORE