Организация причаливания автономных необитаемых подводных аппаратов

E. I. Shirokova, I. L. Afonin, I. B. Shirokov

Аннотация


В статье анализируются методы приведения и причаливания автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) к донным и/или плавучим причальным устройствам. Подробно рассмотрены акустический, оптический, электромагнитный и электрический методы позиционирования АНПА для организации их причаливания. Отмечено, что все указанные методы позиционирования обладают или малыми радиусом действия или существенной ошибкой определения координат, что исключает их использование для целей и задач автоматического причаливания. В этой связи рассмотрены способы улавливания и захвата АНПА, которые позволяют осуществить их причаливание даже при больших ошибках определения координат. Сделаны основные выводы и намечены пути совершенствования системы позиционирования АНПА в локальной системе координат.


Ключевые слова


автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА); гидроакустическое позиционирование; оптическое позиционирование; электромагнитное позиционирование; улавливание АНПА

Полный текст:

PDF

Литература


Karthikeyan M. P., Anitha Jebamani S., Umaeswari P., Chitti Babu K., Geetha C., Kirupavathi S. Control of Autonomous Underwater Vehicles. In: Rajendran S., Sabharwal M., Hu Y.-C., Dhanaraj R. K., Balusamy B. (eds.) Artificial Intelligence for Autonomous Vehicles: The Future of Driverless Technology. Hoboken, NJ, USA: Wiley; 2024. P. 209–227. DOI: 10.1002/9781119847656.ch10.

Гуренко Б. В. Методы адаптивного управления автономного необитаемого подводного аппарата при стыковке с подводными станциями базирования. Дис. … канд. техн. наук. Таганрог; ФГАОУ «Южный федеральный университет»; 2015. 141 с.

Гуренко Б. В. Разработка алгоритмов сближения и стыковки автономного необитаемого подводного аппарата с подводной станцией базирования. Известия ЮФУ. Технические науки. 2015;2(163):162–172.

Тарасенко А. А., Краснов В. В., Смирнов К. А., Кирьянов А. В., Хан Р. Е. Зарубежные самоходные необитаемые морские аппараты. Санкт-Петербург: СПМБМ «Малахит»; 2016. 300 с.

Watt G. D., Carretero J. A., Dubay R., MacKenzie M. R. Towards an automated active UUV dock on a slowly moving submarine. In: Warship 2011: Naval Submarines and UUVS. International Conference. 29–30 June 2011. Bath, UK. London: The Royal Institute of Naval Architects; 2011. P. 71–81. DOI: 10.3940/rina.ws.2011.02.

Renilson M. A simplified concept for recovering a UUV to a submarine. Underwater Technology. The International Journal of the Society for Underwater. 2014;32(3):193–197. DOI: 10.3723/ut.32.193.

Спасский Б. А. Автономная навигация необитаемых подводных аппаратов. Робототехника и техническая кибернетика. 2014;4(5):13–20.

Носов И. Н. Влияние специфики базирования автономного необитаемого подводного аппарата на подводном носителе на требования к гидроакустическим средствам навигации и связи. В: Шестая научно-практическая конференция «Гидроакустическая связь и гидроакустические средства аварийно-спасательного назначения» 5–6 августа 2013 г. Сборник докладов. 2013. С. 115–117.

Inzartsev A. V., Matvienko Y. V., Pavin A. M., Vaulin Y. V., Scherbatyuk A. P. Investigation of autonomous docking system elements for long term AUV. Proceedings of OCEANS 2005 MTS/IEEE. 17–23 September 2005. Washington, DC, USA. IEEE; 2005. Vol. 1. P. 388–393. DOI: 10.1109/OCEANS.2005.1639794.

Инзарцев А. В., Матвиенко Ю. В., Павин А. М., Рылов Н. И. Мониторинг морского дна с применением технологий интеллектуальной обработки данных поисковых устройств на борту автономного необитаемого подводного аппарата. Подводные исследования и робототехника. 2015;2(20):20–28.

Martin S., Fletcher B., Flores G., Jones A., Nguyen A., Caruso N., et al. Characterizing the critical parameters for docking unmanned underwater vehicles. OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey. 19–23 September 2016. Monterey, CA, USA. IEEE; 2016. P. 1–7. DOI:10.1109/OCEANS.2016.7761451.

Lee P.-M., Jeon B.-H., Lee C.-M. A docking and control system for an autonomous underwater vehicle. OCEANS ‘02 MTS/IEEE. 29–31 October 2002. Biloxi, MI, USA. IEEE; 2002. Vol. 3. P. 1609–1614. DOI: 10.1109/OCEANS.2002.1191875.

Peng S., Liu J., Wu J., Li C., Liu B., Cai W., et al. A Low-cost Electromagnetic Docking Guidance System for Micro Autonomous Underwater Vehicles. Sensors. 2019;19(3):682. DOI: 10.3390/s19030682.

Evans J., Redmond P., Plakas C., Hamilton K., Lane D. Autonomous docking for Intervention-AUVs using sonar and video-based real-time 3D pose estimation. Oceans 2003. Celebrating the Past … Teaming Toward the Future (IEEE Cat. No.03CH37492). 22–26 September 2003. San Diego, CA, USA. P. 2201–2210.

Zhu C. Autonomous underwater vehicle adaptive docking control. 2025 IEEE 8th Information Technology and Mechatronics Engineering Conference (ITOEC). 14–16 March 2025. Chongqing, China. IEEE; 2025. P. 221–225. DOI: 10.1109/ITOEC63606.2025.10967915.

Илларионов Г. Ю., Щербатюк А. Ф., Кушнерик А. А., Квашнин А. Г. Донные причальные устройства для автономных необитаемых подводных аппаратов. Двойные технологии. 2011;1(54):13–21.

Гончар А. И., Шлычек Л. И. АНПА. Гидроакустические системы. Запорожье; 2008. C. 76–86.

Бородин В. И., Смирнов Г. Е., Толстякова Н. А., Яковлев Г. В. Гидроакустические навигационные средства. Л.: Судостроение; 1983. 262 с.

Колесников М. П., Мартынова Л. А., Пашкевич И. В., Шелест П. С. Метод позиционирования автономного необитаемого подводного аппарата в процессе приведения к причальному устройству. Известия ТулГУ. Технические науки. 2015;(11–2):38–49.

Агеев М. Д., Касаткин Б. А., Киселев Л. В., Молоков Ю. Г., Никифоров В. В., Рылов Н. И. Автоматические подводные аппараты. Л.: Судостроение; 1981. 224 с.

Giesbrecht J., Scrutton J. Underwater Optical Imaging to Aid in Docking an Unmanned Underwater Vehicle to a Submarine. DRDC Suffield, TR 2012–197, December 2012.

Palomeras N., Vallicrosa G., Mallios A., Bosch J., Vidal E., Hurtos N., et al. AUV homing and docking for remote operations. Ocean Engineering. 2018;154:106–120. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2018.01.114.

Polovko S., Tseluyko V., Popov A., Stepanov D. A computer Vision System for Determination of AUV Position in the Problem of Cooperative Docking. In: Proceedings of the International Scientific and Technological Conference EXTREME ROBOTICS. 13–15 June 2019. Saint-Petersburg, Russia. SaintPetersburg: Gangut; 2019. Р. 264–275.

Feezor M. D., Sorrell Y., Blankinship P. R., Bellingham J. G. Autonomous Underwater Vehicle Homing/Docking via Electromagnetic Guidance. IEEE Journal of Oceanic Engineering. 2001;26(4):515–521. DOI: 10.1109/48.972086.

Иванов А. В., Новиков А. В.; ФГУП «Крыловский государственный научный центр». Система приведения автономного необитаемого подводного аппарата к донному причальному устройству. Патент РФ № RU2750550C1. Опубл. 29.06.2021, бюл. № 19.

Cowen S., Briest S., Dombrowski J. Underwater docking of autonomous undersea vehicles using optical terminal guidance. OCEANS ‘97. MTS/IEEE Conference Proceedings. 6–9 October 1997. Halifax, NS, Canada. IEEE; 1997. Vol. 2. P. 1143–1147. DOI: 10.1109/OCEANS.1997.624153.

Агеев М. Д., Киселев Л. В., Матвиенко Ю. В. Автономные подводные роботы: системы и технологии. Москва: Наука; 2005. 398 с.

Зарубежные автономные необитаемые подводные аппараты. Аналитический обзор. Владивосток: ДВО ИМПТ РАН; 2005. 238 с.

Park J.-T., Jun B.-H., Lee P.-M., Oh J. Experiments on vision guided docking of an autonomous underwater vehicle using one camera. Ocean Engineering. 2009;36(1): 48–61. DOI:10.1016/j.oceaneng.2008.10.001.

McEwen R. S., Hobson B. W., McBride L., Bellingham J. G. Docking Control System for a 54‑cm-Diameter (21‑in) AUV. IEEE Journal of Oceanic Engineering. 2008;33(4):550–562. DOI: 10.1109/JOE.2008.2005348.

Система AN/BLQ‑11. URL: https://prezi.com/xqai_8rcgfyj/anblq‑11‑autonomous-unmanned-undersea-vehicle/ (дата обращения: 31.10.2025).

Агеев М. Д., Наумов Л. А., Илларионов Г. Ю. Необитаемые подводные аппараты военного назначения. Владивосток: Дальнаука; 2005. 162 с.




DOI: https://doi.org/10.15826/urej.2025.9.4.005