Программное обеспечение для подводной робототехники

1. ПРОГРАММНОЕ
СРЕДСТВО
УПРАВЛЕНИЯ
ПОДВОДНЫМИ
АППАРАТАМИ
Никита Коноплин
konoplin.nikita@gmail.com
1

2. В настоящее время с помощью
телеуправляемых подводных
аппаратов (ПА) выполняются многие
исследовательские и
технологические работы в глубинах
Мирового океана:
 поиск и разработка новых
месторождений нефти и газа
 работы по обеспечению
нефтегазового комплекса
 спасательные операций и операции
разминирования
 поддержка водолазных работ
 поиск объектов на дне и в толще
воды
Область использования
2

3. Команда
Александр Коноплин
Никита Коноплин
Мы имеем большой опыт практической
работы с ПА. Участвовали в экспедициях в
Японском и Охотском морях.
Результаты нашей научной деятельности:
8 статей в российских и международных
журналах, рекомендованных списком ВАК,
3 патента на изобретения и 11 докладов
на российских и международных
конференциях.
3

4. Проблема нарушения
ориентации ПА
В процессе выполнения подводных
работ на ПА оказывают негативное
воздействие множество внешних
факторов, что приводит к
нарушению его пространственной
ориентации и смещению с
желаемой траектории движения.
Известные подходы заключаются в
исправлении ориентации ПА при
помощи их движителей, но в
некоторых случаях это
невозможно, а в остальных
энергозатратно.
4

5. Коррекция линейных перемещений ПА
На рисунке введены следующие обозначения: БАК – блок автоматической коррекции,
АЛ – абсолютный лаг, Г – блок гироскопов, ПА – подводный аппарат, - желаемый
программный вектор тяги, - скорректированный вектор тяги, - внешние
воздействия, - скорость движения ПА, - углы деферента и крена.
Предлагаемая система с учетом
информации об углах крена,
деферента и реальном направлении
движения ПА изменяет тяги
движителей ПА, обеспечивая его
точное перемещение в заданном
направлении.
)(t
)(t

)(),( tt )(tv
)(tf
5

6. Апробация работы
Эта работа стала победителем на
международном конкурсе компании
FESTO в Вене, Австрия.
Filaretov V.F., Konoplin A.Yu., Konoplin
N.Yu. Method of Synthesis of Automatic
Correction Systems of Underwater
Vehicles Linear Displacements // Procedia
Engineering. 2015. pp. 1434-1440.
Заявка на патент «Способ
автоматической коррекции линейных
перемещений подводного аппарата» №
2014104342 от 07.02.2014.
6

7. Демонстрация работы системы коррекции
перемещений ПА
ПА с нашей системой
движется в заданном
направлении в
горизонтальной
плоскости, а ПА без
использования
представленной
системы неизбежно
тонет.
7

8. Проблема стабилизируемого
зависания ПА
8
Работающий в водной среде манипулятор
оказывает динамическое воздействие на ПА,
вследствие чего аппарат смещается и
выполнение операций затрудняется. Наличие
этого негативного воздействия подтверждено
морскими испытаниями.

9. Система стабилизации
аппарата
Разработана комбинированная система
стабилизации ПА, компенсирующая негативные
воздействия со стороны движущегося
манипулятора. Позволяет точно удерживать ПА
в точке позиционирования.
1. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система
автоматической стабилизации подводного аппарата
в режиме зависания при работающем многозвенном
манипуляторе. Часть 1 // Мехатроника,
автоматизация, управление. 2014. №6. С. 53-56.
2. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система
автоматической стабилизации подводного аппарата
в режиме зависания при работающем многозвенном
манипуляторе. Часть 2 // Мехатроника,
автоматизация, управление. 2014. №7. С. 29-34.
9

10. Выполнены экспериментальные исследования
• Рисунки эксперимента, ссылки на публикации
Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю., Гетьман А.В. Экспериментальное определение коэффициента
вязкого трения для расчета силового воздействия на перемещающееся звено подводного
манипулятора // Материалы всероссийской научно-технической конференции «Экстремальная
робототехника». Санкт-Петербург, 2014. С.219-223.
10

11. Система автоматической коррекции
траектории подводного манипулятора
Разработана
система,
позволяющая
точно работать
манипулятором
даже в условиях
неизбежных
смещений ПА.
11

12. 1. Филаретов В. Ф., Юхимец Д. А., Коноплин А. Ю. Метод синтеза
системы автоматического управления режимом движения схвата
манипулятора по сложным пространственным траекториям //
Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. №6. С. 47-54.
2. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система автоматической коррекции
программной траектории движения многозвенного манипулятора,
установленного на подводном аппарате // Мехатроника, автоматизация,
управление, 2013. № 1. С. 40-45.
Патенты на изобретения:
1. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система коррекции траектории
движения манипулятора // патент РФ № 2462745, Бюл. № 27 от
27.09.2012.
2. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Способ управления подводным
манипулятором в режиме зависания подводного аппарата // патент РФ №
2475799, Бюл. № 5 от 20.02.2013.
Система автоматической коррекции
траектории подводного манипулятора
12

13. Этапы работы и требуемое
финансирование
 Июль 2015: Синтез комплексной системы
коррекции.
 Август 2015: Моделирование.
Закупка оборудования, необходимого для
выполнения моделирования (100000 рублей).
 Ноябрь 2015: Реализация разработки.
Закупка программных и технических средств для
реализации программного средства и устройства
коррекции (150000 рублей).
 Июнь 2016: Проведение морских испытаний
(200000 рублей).
 Оплата труда исполнителей.
Период с мая 2015 по ноябрь 2016 (600000 рублей).
13

14. Список публикаций по теме проекта 14
Статьи в ВАКовских журналах:
1. Филаретов В. Ф., Юхимец Д. А., Коноплин А. Ю. Метод синтеза системы автоматического управления режимом
движения схвата манипулятора по сложным пространственным траекториям // Мехатроника, автоматизация, управление.
2012. №6. С. 47-54.
2. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система автоматической коррекции программной траектории движения многозвенного
манипулятора, установленного на подводном аппарате // Мехатроника, автоматизация, управление, 2013. № 1. С. 40-45.
3. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система автоматической стабилизации подводного аппарата в режиме зависания при
работающем многозвенном манипуляторе. Часть 1 // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. №6. С. 53-56.
4. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система автоматической стабилизации подводного аппарата в режиме зависания при
работающем многозвенном манипуляторе. Часть 2 // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. №7. С. 29-34.
5. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю., Гетьман А.В. Экспериментальное определение коэффициента вязкого трения для
расчета силового воздействия на перемещающееся звено подводного манипулятора // Материалы всероссийской
научно-технической конференции «Экстремальная робототехника». Санкт-Петербург, 2014. С.219-223.
6. Filaretov V.F., Konoplin A.Yu., Konoplin N.Yu. Method of Synthesis of Automatic Correction Systems of Underwater Vehicles
Linear Displacements // Procedia Engineering. 2015. pp. 1434-1440.
7. Filaretov V.F., Konoplin A.Yu. System of Automatically Correction of Program Trajectory of Motion of Multilink Manipulator
Installed on Underwater Vehicle // Procedia Engineering. 2015. pp. 1441-1449.
8. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю., Коноплин Н.Ю. Метод синтеза систем автоматической коррекции линейных
перемещений подводных аппаратов. Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. №3. С. 204-209.
Патенты на изобретения:
1. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система коррекции траектории движения манипулятора // патент РФ № 2462745, Бюл. №
27 от 27.09.2012.
2. Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Способ управления подводным манипулятором в режиме зависания подводного
аппарата // патент РФ № 2475799, Бюл. № 5 от 20.02.2013.

15. Потенциальными
партнерами являются:
 Заводы – изготовители ПА:
Sub-Atlantic, PerrySlingsbySystems,
VideoRay, SaabSeaeye
 Компании – дистрибьюторы:
Дайвтехносервис, Тетис Про
 Организации, выполняющие
работы при помощи ПА
ДВФУ, ИБМ ДВО РАН, НОК
Приморский океанариум
Партнерские
возможности:
15

16. Спасибо за внимание!
Александр Коноплин
E-mail: kayur-prim@mail.ru
Tel.: +79244298396
Никита Коноплин
E-mail: konoplin.nikita@gmail.com
Tel.: +79639412324