Author(s): Costa, Maria João Correia Soares da
Date: 2013
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.22/6153
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Subject(s): Condução assistida; Visual servoing; ROV; 3DOF; IBVS; Inspecção subaquática; Tubagem; Movimento lateral; Simulador; Assisted teleoperation; Underwater inspection; Pipeline; Lateral movement; Simulation
A intervenção humana no manuseamento de veículos submarinos operados remotamente (ROVs) é um requisito necessário para garantir o sucesso da missão e a integridade do equipamento. Contudo, a sua teleoperação não é fácil, pelo que a condução assistida destes veículos torna-se relevante. Esta dissertação propõe uma solução para este problema para ROVs de 3DOF (surge, heave e yaw). São propostas duas abordagens distintas – numa primeira propõe-se um sistema de controlo Image Based Visual Servoing (IBVS) tendo em vista a utilização exclusiva de uma câmara (sensor existente neste tipo de sistemas) por forma a melhorar significativamente a teleoperação de um pequeno ROV; na segunda, propõe-se um sistema de controlo cinemático para o plano horizontal do veículo e um algoritmo de uma manobra capaz de dotar o ROV de movimento lateral através de uma trajectória dente-de-serra. Demonstrou-se em cenários de operação real que o sistema proposto na primeira abordagem permite ao operador de um ROV com 3DOF executar tarefas de alguma complexidade (estabilização) apenas através de comandos de alto nível, melhorando assim drasticamente a teleoperação e qualidade de inspecção do veículo em questão. Foi também desenvolvido um simulador do ROV em MATLAB para validação e avaliação das manobras, onde o sistema proposto na segunda abordagem foi validado com sucesso.
It is well-known that remotely operated underwater vehicles (ROVs) require human intervention to guarantee the success of their assignment, as well as the equipment safety. However, as its teleoperation is quite complex to perform, there is a need for assisted teleoperation. This dissertation proposes a solution for this problem for 3DOF ROVs (surge, heave and yaw). Two different approaches are proposed – in the first one an image based visual servoing (IBVS) control system is proposed to assess the exclusive use of the camera (sensor present in this type of systems) to significantly improve the teleoperation of a small ROV; in the second one, a cinematic control for the horizontal plane of the vehicle was proposed, and also an algorithm of a maneuver capable of making the vehicle move sideways throw a saw tooth type of trajectory. It was demonstrated in real life operation scenarios that the proposed system in the first approach allows a 3DOF ROV operator to execute somewhat complex tasks (stabilization) only by high-order commands, thus improving drastically its teleoperation and the inspection quality of the referred vehicle. It was also developed a ROV simulador in MATLAB for validation and evaluation purposes, where the second approach system was successfully validated.
