Plataforma de simulación numérica con interacción hombre-máquina para el diseño inmersivo - para la navegación, el movimiento y el control a distancia de los robots submarinos para trabajos

Fanghao HUANG ,  

Xiao YANG ,  

Xuanlin CHEN ,  

Deqing MEI ,  

Zheng CHEN ,  

Abstract

Debido a la alta dificultad, alto costo y largo tiempo de realización de las pruebas bajo el agua, la simulación completa de las pruebas de robots submarinos a control remoto (ROV) se convierte en una opción económicamente viable para la preparación de los operadores para tareas reales bajo el agua para pruebas de algoritmos y formación de operadores. En este artículo se ha desarrollado una plataforma de simulación numérica para la navegación, el movimiento y el control remoto de ROV para ofrecer una experiencia operativa visual interactiva al operador. La plataforma ha sido diseñada para proporcionar un entorno de simulación virtual para la formación del operador, así como retroalimentación visual y táctil en tiempo real durante la ejecución de tareas reales. Además, esta plataforma ha sido diseñada para los investigadores con el fin de proporcionar una interfaz de datos abierta para la validación y pruebas preliminares de algoritmos relevantes antes de las tareas reales bajo el agua. Se han elegido dos escenarios de trabajo submarino clásicos con base en la dinámica de fluidos para las pruebas de simulación, a saber, la toma de muestras de sedimentos submarinos y la tarea de conexión de tuberías. Una vez que el ROV alcanza las posiciones predefinadas, el operador puede obtener retroalimentación visual y táctil y controlar el brazo mecánico principal en el ROV a través del brazo mecánico secundario. A lo largo de todo el proceso de ejecución, se utilizan algoritmos de navegación locales basados en el método de ventana dinámica, controladores de movimiento por deslizamiento y un marco de control remoto para demostrar la eficacia de la plataforma desarrollada. Por último, se realizó una encuesta a los usuarios con base en medidas cuantitativas del modo de operación ROV para evaluar la superioridad y precisión de la simulación numérica en el control submarino inmersivo.

Keywords

Operaciones submarinas a control remoto; Control remoto; Navegación y control del movimiento; Realidad virtual; Retroalimentación visual y táctil

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