Подводные роботы: как ROV превращаются в рабочие платформы с автопилотом

Подводные роботы уже давно применяются не только для съёмки морского дна. Современный аппарат может обследовать корпус судна, искать потерянные предметы, проверять плотины и подводные кабели, брать пробы воды и грунта, работать с манипулятором, сонаром и измерительным оборудованием.

Компактные подводные аппараты становятся легче, доступнее и функциональнее. В одном корпусе объединяются камера высокого разрешения, мощное освещение, датчики глубины и положения, интеллектуальная стабилизация, системы сопровождения объектов и интерфейсы для подключения дополнительного оборудования.

При этом выражение «автопилот под водой» необходимо понимать правильно. Большинство доступных аппаратов CHASING и QYSEA относятся к классу ROV — дистанционно управляемых подводных роботов. Они соединяются с берегом или судном кабелем и передают оператору видео и телеметрию в реальном времени.

Автоматизация проявляется в удержании глубины и положения, стабилизации курса, визуальном сопровождении объекта, движении по маршруту, запоминании точек и автоматическом возврате. Однако выполнение задания по-прежнему контролирует оператор.

ROV, AUV и гибридные подводные аппараты

AUV самостоятельно выполняет запрограммированный маршрут и возвращается после завершения миссии. ROV получает команды по кабелю и передаёт на поверхность живое видео, данные сонара и подключённых датчиков.

На ROV можно устанавливать манипуляторы для захвата предметов, резки тросов, отбора проб и крепления подъёмного оборудования.

Где применяются подводные роботы

Современный ROV — это универсальная рабочая платформа, которую можно адаптировать под конкретную отрасль.

Основные технологии современных ROV

Управление в шести степенях свободы

Аппараты с шестью степенями свободы могут двигаться вперёд и назад, вверх и вниз, влево и вправо, а также вращаться по крену, тангажу и рысканию.

Это позволяет осматривать нижнюю часть корпуса судна, трубы, вертикальные стенки, опоры и другие объекты под удобным углом. Такая система движения используется, в частности, в моделях QYSEA FIFISH V-EVO, FIFISH V6 EXPERT и FIFISH E-GO.

Интеллектуальное удержание объекта

Системы визуальной фиксации анализируют изображение с камеры, выделяют выбранный объект и помогают аппарату удерживать его в кадре при движении или воздействии течения.

Функция полезна при обследовании трещины, сварного шва, опоры, трубы или движущегося водолаза. В аппаратах QYSEA применяются системы Vision Lock и автоматического сопровождения водолаза Diver Tracking.

Навигация DVL и INS

Под водой не работает обычная спутниковая навигация GPS. Для определения положения профессионального аппарата применяются инерциальные навигационные системы и доплеровские лаги DVL.

QYSEA FIFISH W6 NAVI использует комплекс U-INS и систему Q-DVL. Аппарат может удерживать позицию, контролировать высоту над дном, запоминать точки интереса, выполнять маршрут и возвращаться в заданную точку.

Модульное дополнительное оборудование

К современному подводному роботу можно подключать:

• двухпальцевые манипуляторы;
• захваты и подъёмные крюки;
• лазерные измерители;
• гидролокаторы и сонары;
• дополнительные камеры;
• металлоискатели;
• пробоотборники воды и грунта;
• датчики качества воды;
• внешние осветители;
• станции берегового питания.

Благодаря модульной конструкции один аппарат можно адаптировать под несколько разных проектов без покупки отдельного робота для каждой задачи.

Подводные роботы CHASING

Компания CHASING Innovation основана в Шэньчжэне в 2016 году. Производитель выпускает потребительские и промышленные подводные аппараты для съёмки, аквакультуры, поисково-спасательных операций, осмотра корпусов судов, научных исследований и проверки гидротехнических сооружений.

CHASING GLADIUS MINI S

CHASING GLADIUS MINI S подходит для подводной съёмки, обучения и несложных инспекционных работ. Аппарат способен погружаться на глубину до 100 метров и передавать видео в реальном времени.

• максимальная глубина — 100 метров;
• масса — около 2,7 кг;
• камера — 4K, 12 Мп;
• угол обзора — до 150°;
• освещение — 2400 люмен;
• время работы — до 4 часов;
• доступные кабели — 100 и 200 метров;
• возможность установки захвата или дополнительной экшн-камеры.

CHASING M2 S

CHASING M2 S предназначен для обследования судов, опор, резервуаров, трубопроводов и других подводных конструкций.

• максимальная глубина — 100 метров;
• масса — около 4,5 кг;
• камера — 4K, 12 Мп;
• освещение — 4000 люмен;
• время работы — до 4 часов;
• аккумулятор — 97,68 Вт·ч;
• восемь движителей;
• возможность подключения манипуляторов и другого оборудования.

CHASING M2 PRO

CHASING M2 PRO занимает промежуточное положение между компактными ROV и более тяжёлыми промышленными системами.

• максимальная глубина — 150 метров;
• масса — около 5,7 кг;
• камера — 4K, 12 Мп;
• освещение — 4000 люмен;
• время автономной работы — до 4 часов;
• поддержка манипуляторов, сонаров и лазерных измерителей;
• возможность подключения дополнительной камеры;
• поддержка системы берегового питания.

CHASING M2 PRO MAX

CHASING M2 PRO MAX — наиболее функциональная компактная промышленная платформа CHASING в рассматриваемой линейке.

• максимальная глубина — 200 метров;
• масса — около 8 кг;
• камера — 4K, 12 Мп;
• освещение — 8000 люмен;
• аккумулятор — 300 Вт·ч;
• время работы — до 4 часов;
• пять интерфейсов для дополнительного оборудования;
• возможность одновременной установки нескольких совместимых устройств.

К CHASING M2 PRO MAX можно подключать манипуляторы, сонары, лазерные измерители, внешние камеры, дополнительные осветители и систему берегового питания.

Сравнение подводных роботов CHASING

Фактическое время работы зависит от течения, скорости движения, яркости освещения, температуры воды и установленного оборудования.

Подводные роботы QYSEA FIFISH

Компания QYSEA основана в 2016 году и специализируется на дистанционно управляемых подводных роботах, сенсорах и программных решениях с применением искусственного интеллекта.

В линейку производителя входят аппараты для подводной съёмки, профессиональных инспекций, поисково-спасательных операций, научных исследований, гидротехнических работ и морской промышленности.

QYSEA FIFISH V-EVO

QYSEA FIFISH V-EVO предназначен для подводной съёмки, наблюдения и лёгких прикладных работ.

• максимальная глубина — 100 метров;
• скорость — до 3 узлов;
• масса — около 3,9 кг;
• камера — 4K до 60 кадров в секунду;
• подводный угол обзора — около 96°;
• освещение — 5000 люмен;
• время работы — от 1 до 4 часов;
• полезная нагрузка — до 2 кг;
• движение в шести степенях свободы;
• интерфейс для подключения манипулятора и других устройств.

QYSEA FIFISH V6 EXPERT

QYSEA FIFISH V6 EXPERT — компактный рабочий ROV для осмотра, измерения, поиска и подъёма небольших предметов.

• максимальная глубина — 100 метров;
• масса — около 4,6 кг;
• скорость — до 3 узлов;
• камера — 4K;
• освещение — 6000 люмен;
• аккумулятор — 156 Вт·ч;
• время работы — от 1 до 4 часов;
• полезная нагрузка — до 5 кг;
• система Vision Lock;
• функция сопровождения водолаза;
• поддержка более 20 типов инструментов и модулей.

Комплектации QYSEA FIFISH V6 EXPERT

Важно: кабель длиной 200 метров не увеличивает допустимую глубину FIFISH V6 EXPERT. Максимальная глубина самого аппарата остаётся 100 метров.

QYSEA FIFISH E-GO

QYSEA FIFISH E-GO — модульная промышленная платформа со съёмными аккумуляторами.

QYSEA FIFISH E-GO предназначен для регулярных инспекций, поисковых работ, отбора проб и использования гидролокаторов.

• максимальная глубина — 100 метров;
• масса — около 5,9 кг;
• полезная нагрузка — до 5 кг;
• камера — 4K;
• матрица камеры — 1/1,8 дюйма;
• подводный угол обзора — до 146°;
• минимальная дистанция фокусировки — около 10 см;
• освещение — 10 000 люмен;
• два съёмных аккумулятора по 69,12 Вт·ч;
• кабель длиной 100 или 200 метров;
• два встроенных интерфейса для оборудования;
• до шести интерфейсов при использовании дополнительного разветвителя.

К FIFISH E-GO можно подключать манипулятор, сонар, внешние камеры, измерительные приборы, пробоотборники и другое специализированное оборудование.

Съёмные аккумуляторы можно быстро менять после подъёма аппарата на поверхность. Горячая замена батарей под водой не допускается.

QYSEA FIFISH W6 NAVI

QYSEA FIFISH W6 NAVI — профессиональный морской ROV для поиска, обследования и работ в открытой воде.

• максимальная глубина — 350 метров;
• полезная нагрузка — до 10 кг;
• две камеры с разрешением 4K;
• освещение — 12 000 люмен;
• навигационная система U-INS;
• встроенная система Q-DVL;
• удержание позиции;
• контроль высоты над дном;
• движение по заданному маршруту;
• фиксация точек интереса;
• автоматический возврат;
• поддержка сонаров и лазерных измерительных систем;
• возможность построения двухмерной и трёхмерной карты дна.

Сравнение подводных роботов QYSEA

Характеристики могут отличаться в зависимости от версии, региона поставки и комплектации. Фактические показатели зависят от условий эксплуатации.

CHASING или QYSEA: какой подводный робот выбрать

Оба производителя выпускают качественные подводные платформы, но делают акцент на разных возможностях.

CHASING предлагает понятную градацию от лёгких аппаратов для съёмки до промышленного M2 PRO MAX с несколькими интерфейсами для дополнительного оборудования.

QYSEA делает заметный акцент на движении в шести степенях свободы, программных функциях Vision Lock, специализированных сенсорах, пробоотборниках и профессиональной навигации DVL и INS.

На что обратить внимание перед покупкой ROV

Максимальная глубина погружения — только один из параметров. Перед выбором подводного робота необходимо определить:

1. Нужна ли только видеосъёмка или физическое взаимодействие с объектами.
2. Какое течение ожидается в месте работы.
3. Потребуется ли сонар при мутной воде и плохой видимости.
4. Какой вес должно поднимать или перемещать оборудование.
5. Сколько устройств необходимо подключать одновременно.
6. Нужна ли точная навигация и привязка обнаруженных дефектов к координатам.
7. Требуется ли продолжительная работа от берегового источника питания.
8. Кто будет обслуживать аппарат и поставлять запасные части.

Указанное производителем максимальное время автономной работы достигается только в определённых условиях. Сильное течение, высокая скорость, максимальная яркость фонарей, низкая температура воды и дополнительное оборудование сокращают время работы.

Подводный робот как комплексное решение

Для профессионального заказчика недостаточно просто приобрести аппарат. Полноценный рабочий комплект может включать:

• подводный робот ROV;
• катушку с кабелем;
• промышленный пульт управления;
• манипулятор;
• сонар;
• лазерный измеритель;
• дополнительную камеру;
• внешний осветитель;
• систему позиционирования;
• береговое питание;
• транспортировочные кейсы;
• запасные движители и уплотнения;
• обучение оператора;
• ввод оборудования в эксплуатацию;
• техническое обслуживание и ремонт.

Такой подход превращает подводного робота из необычной камеры в полноценный инструмент для обследования, ремонта, поиска и сбора данных.

Перспективы рынка подводных роботов

Рынок подводной робототехники постепенно переходит от экспериментальных аппаратов к массовому коммерческому применению.

Наиболее перспективными направлениями становятся:

• автоматическое распознавание дефектов;
• удержание объектов и движение по маршрутам;
• навигация без спутникового сигнала;
• одновременная работа нескольких роботов;
• автоматическое построение карт дна;
• использование манипуляторов и сменных инструментов;
• работа в мутной воде при помощи сонаров;
• обработка и систематизация собранных данных.

В будущем конкуренция между производителями будет идти не только по глубине погружения, мощности движителей и качеству камеры, но и по возможностям программного обеспечения.

Заключение

Современные подводные роботы превращаются из дистанционно управляемых камер в модульные рабочие платформы. Они получают интеллектуальное удержание объектов, навигацию DVL и INS, автоматическое планирование маршрутов, мощные системы освещения и возможность подключения специализированных инструментов.

CHASING предлагает широкий выбор компактных и промышленных ROV с глубиной погружения до 200 метров. QYSEA развивает линейку от съёмочного FIFISH V-EVO до промышленного FIFISH E-GO и навигационного FIFISH W6 NAVI с глубиной погружения до 350 метров.

Выбирать модель следует не только по максимальной глубине, но и по конкретному сценарию работы: подводная съёмка, инспекция, поиск, измерение, отбор проб, использование манипулятора или работа с сонаром.

Специалисты «КоптерТайм» помогут подобрать подводный робот, дополнительное оборудование и комплектацию под конкретную задачу.