Navigation Référencée Terrain pour Véhicule Autonome Sous-marinReportar como inadecuado




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1 EXPLORE - Robotique mobile pour l-exploration de l-environnement LIRMM - Laboratoire d-Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier

Abstract : We introduce a method aiming to allow small torpedo shaped under-actuated autonomous underwater vehicles achieving seabed following. The constraints of such vehicles concern principally its maximal pitching angle and its turning circle. We present a global seabed following method, which respects these constraints. Path planning is achieved by considering the position of the vehicle in an a priori well-known environment. However, this is not always possible and we propose also a local method adapted from the global one. In this case, the vehicle navigates in an unknown environment, which features he discovers progressively. Two mono-beam sounders situated in the front part of the vehicle provide bathymetric data, which are necessary to plan paths. We explain the reasons of this technical choice and study the model of the acoustic beams. A third sounder allows the detection of underwater cliffs. Then an algorithm based on three specific parts of the sounder-s beam is used to characterise the acoustic echoes. Then the path of the vehicle is adapted so as it safely avoids the cliff and goes on following seabed. Finally, we present not only the results obtained during hydrodynamic simulations of the vehicle-s movements but also those obtained during experimentations, which have been conducted with Taipan AUV.

Résumé : Dans ce mémoire, nous présentons une méthode de suivi de fond pour petits véhicules autonomes sous-marins sous-actionnés de type « torpille civile ». Nous établissons les deux principales limitations qui contraignent leurs déplacements : le rayon de courbure minimal et la pente maximale de leur trajectoire. Nous proposons ensuite une méthode globale de suivi de fond prenant en compte ces contraintes. La génération des trajectoires suppose la connaissance de la position du véhicule dans un environnement bathymétrique connu a priori. Cette dernière condition n-étant pas toujours vérifiée, nous adaptons la méthode globale au cas, local, où le véhicule navigue dans un environnement inconnu dont il découvre progressivement les caractéristiques physiques. La méthode employée alors exploite les données bathymétriques acquises par deux sondeurs mono-faisceaux disposés dans le nez du véhicule. Le choix de ce type de capteurs est justifié et les modèles des faisceaux acoustiques sont étudiés. L-adjonction d-un troisième sondeur à l-avant du véhicule permet de tenir compte également de l-éventualité de se trouver face à un aplomb, c-est-à-dire une falaise sous-marine. Un algorithme basé sur un découpage du faisceau en trois zones de perception permet de classer les échos reçus et d-adapter le comportement du véhicule en conséquence. On détermine ainsi la taille de l-obstacle et la manière de l-éviter afin de garantir la sécurité du véhicule tout en tâchant de suivre le fond au plus près. Les résultats des simulations du comportement hydrodynamique du véhicule Taipan ainsi que des essais en milieu naturel sont présentés.

en fr

Keywords : Autonomous Underwater Vehicle AUV Seabed following Path planning Obstacle avoidance

Mots-clés : Véhicule autonome sous-marin suivi de fond génération de trajectoires perception évitement d-obstacle





Autor: Vincent Creuze -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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