National Transport Library Research Database

Autonom sjömätning i grunda vatten (Autonomous hydrographic mapping in shallow waters)

Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2016-03-15 -- 2018-12-31 Registration number:
  • Trafikverket 2017/64295
Subject(s): Abstract: Visionen i ansökan sträcker sig, utöver en dedikerad autonom karteringsfarkost, mot uppbyggnad av en laborativ kapacitet för studier lämpliga för forskning/utveckling rörande kluster av autonoma farkoster i ett nätverk där de samarbetar och/eller gemensamt agerar strukturerat på olika sätt, även med övrig sjöfart. Just detta område (multi-vehicle operations) är idag ett av de "hetaste" områdena inom robotikforskning och en nödvändighet för nästa steg mot obemannad sjöfart. Gemensamt för de två föreslagna delstudierna nedan är att båda behandlar autonoma obemannade ytfarkoster och att den farkostplattform vars utveckling påbörjades i 14-03634 kan återanvändas, utvecklas och nyttiggöras. Sjömätning i grunda vatten: Tidigare studier studie visar lovande resultat inom både metodikutveckling för effektiv avsökning samt inom hårdvaruutveckling av mätplattformen. Den prototyp-farkostplattform som utvecklats utifrån kravprofil för autonom sjömätning i grunda vatten kan enkelt transporteras, hanteras, sjösättas, bärgas etc av två personer även i relativt ogynnsamma förhållanden. Dess enkelskrovskonstruktion med differentiell thrusterstyrning ger robusthet samt extremt bra manöverformåga. Denna studie avser driva både sökmönsteralgoritmerna och farkostplattformen vidare samt därtill fortsatt påvisa produktiv nytta under demonstrationer i autentisk miljö. En andra generation av plattformen kommer färdigställas och bestyckas med t.ex. mer noggrann navigation, effektivare framdrivning, optimerade thrusters, skräddarsydd powermanagement, robustare konstruktion, bättre kommunikation med följebåt, lättare struktur etc. En hel del av detta fick inte plats i projekt 14-03634. Samarbetande autonoma farkoster: l takt med att drönarteknologin senaste decenniet accelererat, framförallt ännu i Iuftrummet och på land, förutspås en liknande utveckling till sjöss. Med stor sannolikhet kommer under kommande decennium utvecklingen av autonoma sjöfarkoster skjuta fart. På KTH pågår forskning inom området farkostautonomi, både i luft och på land, bl.a. inom lTRL, Farkost- & Flygteknik samt inom robotikområdet. Detta projekt syftar till att med utgångspunkt från de två autonoma farkostema inleda arbete på KTH rörande samarbetande sjöfarkoster. Även om studien bedrivs med utgångspunkt i sjömätning är nyttan med studien potentiellt långt vidare. Med sikte på ökad inlandssjöfart med högre farkostdensitet, större autonomi samt ökade krav på säkerhet i alla aspekter kommer behovet av samarbete och kooperativa strategier öka. Även om den föreslagna studien är relativt begränsad skulle dess genomförande troligen leda till nya idéer för tvärdisciplinär samverkan mellan olika forskargrupper på KTH (och andra lärosäten) inom en rad fält som exempelvis robotik, datorseende, reglerteknik, tillämpad matematik etc. där expertis redan finns men som idag inte ägnar sin kapacitet åt de sjöfartsnära tillämpningarna. Således skulle inledande studier och experiment på dessa små farkoster (som på grund av sitt ringa deplacement är ofarliga för övrig sjöfart) ha potential att bli kostnadseffektiva, illustrativa och därmed utgöra en bra språngbräda mot vidare studier. Abstract: This project is a continuation of project 14-03634 which showed promising results in both the development of efficient scanning methods as well as the development and design of the platform for autonomous mapping. The prototype is developed based upon a requirement scenario to autonomously perform hydrographic surveys in shallow water. The prototype can easily be transported, handled, launched, salvaged, etc. by two people, even in relatively unfavorable conditions. lts single-hull design with differential thruster-steering provides robustness and extremely good maneuverability. The present study intends to further develop search pattern algorithms and the vehicle platform as well as continuously demonstrate progress in a realistic environment. A second generation of the platform will be developed and equipped with e.g. more accurate navigation, more efficient propulsion, optimized thrusters, customized power management, robust design, better communication with the escort boat, lighter structure, etc. Topics and issues not covered by the project 14-03634. Cooperating autonomous vehicles: The technology to develop airborne and land based drones has accelerated the past decade. A similar development can be predicted at sea and the development of autonomous marine vehicles will accelerate in the coming decade. Research about autonomous vehicles, both airborne and on land, is ongoing at KTH (Royal Institute of Technology in Stockholm), including lTRL, Vehicular & Flight technology as well as within the robotics area. The present project aims to initiate the work at KTH to study co-operating autonomous vehicles, with the two vehicles as base-line. Although the study is conducted on the basis of hydrographical surveys, the usefulness of the study may be potentially far wider. The aim to increase the usage of inland waterways with a higher Vehicular density and increased level of autonomous behaviors in combination with increased security requirements, at all levels, will require well-established and cooperative strategies. Although the scope ofthe study is relatively limited, its implementation will probably lead to new ideas of interdisciplinary collaborations between research centers at KTH (and other institutions) in a number of fields such as robotics, computer imaging processing, Control theory, applied mathematics, etc. Domains where expertise already exist today, but they do not necessarily devote their time to maritime applications. Therefore, initial studies and experiments with these small vessels (which due to their small displacement are harmless to other maritime operations) would have the potential to be costeffective, illustrative and thus serve as a good facilitator towards further study.
Item type: