National Transport Library Research Database

FoilCart/Metodik för energieffektiv och snabb USV-sjömätning i kustnära vatten (Methodology for energy efficient high-speed USV bathymetry)

  • Stenius, Ivan
  • Kungliga tekniska högskolan, Universitet eller högskola, 202100-3054
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2017-06-01 -- 2019-12-15 Registration number:
  • Trafikverket 2017/62457
Subject(s): Abstract: Detta projekt syftar till att säkra sjöfarten i grunda, trånga samt otillgängliga vatten genom att utveckla metoder och demonstratorer för autonom kartering med maritima robotar. Projektförslaget är direkt kopplat till redan pågående projekt på KTH (”Autonom sjömätning i grunda vatten” & ”Metodik för autonom sjömätning i grunda vatten”), där en första studie av USV (Unmanned Surface Vehicle) demonstratorer och mappningsalgoritmer för autonom kartering i grunda vatten har tagits fram och demonstrerats framgångsrikt för Sjöfartsverket. En utmaning med existerande USV plattformar är dock deras begränsade fart och räckvidd som gör att den fulla nyttan med dessa små, enkla, billiga och robusta karterare inte kan uppnås. Storleken medför en direkt begränsning i fart för deplacerande skrov. För högre farter ökad motståndet och därmed energiförbrukningen drastiskt. Detta projektförslag syftar till att vidareutveckla (i simuleringar och experimentellt) USVkoncept för autonom kartering med ökad fart, stabilitet och energieffektivitet genom att nyttja bärplansteknik. Placering av mät-lod för bästa möjliga resultat är även det en del av studien. Med hjälp av bärplan kan energiförbrukningen minskas i storleksordningen 50-75% (ex. Barry & Dafty 1999 och FoilTwister) samtidigt som goda sjöegenskaper och god manöverförmåga kan uppnås utan nämnvärd fartpåverkan av sjö (SNAME Technical Report R-51, 2000).Abstract: This project aims to help securing shipping lanes as well as shipping in shallow-, narrow- and inaccessible waters by developing methods and demonstrators for autonomous bathymetry mapping of littoral waters. The project proposal is directly related to ongoing projects at KTH, Royal Institute of Technology in Stockholm, ( Autonomous hydrographic surveys in shallow water and Methodology for autonomous hydrographic surveys in shallow water), in which an initial study of the USV (Unmanned Surface Vehicle) demonstrator, and mapping algorithms for autonomous mapping in shallow water has been developed and successfully demonstrated for the Swedish Maritime Administration. One challenge with existing USV platforms is however their limited speed and range which makes it difficult to use the full potential of these small, simple and inexpensive robots. The size leads to a direct limitation in speed for displacement hulls. For higher speeds, resistance and thus energy consumption is drastically increased. This project proposal aims to further develop (by simulations and experiments) USV concepts for autonomous bathymetric mapping with increased speed, stability and energy efficiency by utilizing hydrofoil technology. Best-practices for placement of bathymetric sensors on hydrofoil constructions is also an important part of this work. With hydrofoils, energy consumption can be reduced in the order of 50-75 while good seakeeping and manoeuvrability can be achieved without significant speed reductions from waves (SNAME Technical Report R-51, 2000). The Centre for Naval Architecture at KTH has been working for several years on innovative hydrofoil concepts. Furthermore, the Centre for Naval Architecture have experience in development of advanced research demonstrator prototypes and marine robots. Within the group are also activities in development of simulation tools for advanced models of autonomous underwater vehicles financed by FMV. The laboratory for electric power and energy systems at KTH conducts research in electric machines, drives and power electronics. The laboratory is equipped with tools and instruments for constructing and evaluating the electric drivetrains proposed for the project in close proximity to the research groups working on related activities in the laboratory. The project is expected to contribute to technical and scientific development by virtue of the research groups’ experience in firstly, development of hydrofoil concepts, demonstrators and simulation tools, and secondly by direct association with currently successfully operating projects in the same area.
Item type: