gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.0058gyroscopy-165Research ArticleСтатьиАлгоритм обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппаратаSafe Navigation Algorithm for Autonomous Underwater VehiclesБыковаВ. С.BykovaV. S.

Быкова Валентина Сергеевна. Инженер-программист

Bykova, V.S.

МашошинА. И.MashoshinA. I.

Машошин Андрей Иванович. Доктор технических наук, начальник научно-исследовательского центра «Интегрированные системы освещения обстановки»

Mashoshin, A.I.

ПашкевичИ. В.PashkevichI. V.

Пашкевич Иван Владимирович. Главный специалист по разработке гидроакустики АНПА

Pashkevich, I.V. 

АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург)РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC, St. Petersburg, RussiaRussian Federation20212609202529197110Copyright © Быкова В.С., Машошин А.И., Пашкевич И.В., 20252025Быкова В.С., Машошин А.И., Пашкевич И.В.Bykova V.S., Mashoshin A.I., Pashkevich I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/165

Приведено описание двух алгоритмов обеспечения безопасности плавания автономных необитаемых подводных аппаратов: алгоритма расхождения с точечными препятствиями, к которым относятся все движущиеся подводные и надводные объекты, а также донные объекты ограниченных габаритов, и алгоритма обхода протяженных препятствий, в частности подводных возвышенностей, неровностей нижней кромки льда, мусорных островов. Алгоритмы разработаны для системы управления тяжелым автономным необитаемым подводным аппаратом.

Two safe navigation algorithms for autonomous underwater vehicles are described: algorithm for avoidance of point obstacles including all the moving underwater and surface objects, and limited size bottom objects, and algorithm for bypassing extended obstacles such as bottom elevations, rough lower ice edge, garbage patches. These algorithms are developed for a control system of a heavyweight autonomous underwater vehicle.

Автономный необитаемый подводный аппаратподводное препятствиеалгоритм обхода неподвижного подводного препятствия.Аutonomous underwater vehicleunderwater obstacleunderwater static obstaclebypassing algorithm.Российского фонда фундаментальных исследований (проект 19-08-00253).ReferencesИнзарцев А.В., Киселев Л.В., Костенко В.В., Матвиенко Ю.В., Павин А.М., Щербатюк А.Ф. Подводные робототехнические комплексы: системы, технологии, применение. Владивосток: Дальнаука, 2018. 368 с.Инзарцев А.В., Киселев Л.В., Костенко В.В., Матвиенко Ю.В., Павин А.М., Щербатюк А.Ф. Подводные робототехнические комплексы: системы, технологии, применение. Владивосток: Дальнаука, 2018. 368 с.Наумов Л.А., Илларионов Г.Ю., Лаптев К.З., Бабак А.В. К вопросу о принципах планирования и особенностях формирования глобальных маршрутов автономных подводных роботов // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып.11: в 2 ч. Ч. 2. Тула: Изд-во ТулГУ. 2015. 219 с.Наумов Л.А., Илларионов Г.Ю., Лаптев К.З., Бабак А.В. К вопросу о принципах планирования и особенностях формирования глобальных маршрутов автономных подводных роботов // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып.11: в 2 ч. Ч. 2. Тула: Изд-во ТулГУ. 2015. 219 с.Лаптев К.З., Илларионов Г.Ю. Что может помешать подводному мореходству автономного необитаемого подводного аппарата // Сборник материалов XIII Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». Ростов-на-Дону: Южный федеральный университет, 2017. С. 138–146.Лаптев К.З., Илларионов Г.Ю. Что может помешать подводному мореходству автономного необитаемого подводного аппарата // Сборник материалов XIII Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». Ростов-на-Дону: Южный федеральный университет, 2017. С. 138–146.Инзарцев А.В., Багницкий А.В. Планирование и реализация траекторий движения автономного подводного робота при выполнении мониторинга в акваториях различных типов // Подводные исследования и робототехника. 2016. №2 (22). С.25–35.Инзарцев А.В., Багницкий А.В. Планирование и реализация траекторий движения автономного подводного робота при выполнении мониторинга в акваториях различных типов // Подводные исследования и робототехника. 2016. №2 (22). С.25–35.Багницкий А.В., Инзарцев А.В. Автоматизация подготовки миссии для автономного необитаемого подводного аппарата в задачах обследования акваторий // Подводные исследования и робототехника. 2010. № 2(10). С. 17–24.Багницкий А.В., Инзарцев А.В. Автоматизация подготовки миссии для автономного необитаемого подводного аппарата в задачах обследования акваторий // Подводные исследования и робототехника. 2010. № 2(10). С. 17–24.Пашкевич И.В., Гриненков А.В., Конюхов Г.В. и др. Особенности реализации аварийной подсистемы АНПА при использовании мультиагентной технологии в его системе управления // Труды Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики», Санкт-Петербург, 21–24 сентября 2020. С. 276–285.Пашкевич И.В., Гриненков А.В., Конюхов Г.В. и др. Особенности реализации аварийной подсистемы АНПА при использовании мультиагентной технологии в его системе управления // Труды Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики», Санкт-Петербург, 21–24 сентября 2020. С. 276–285.Инзарцев А.В., Багницкий А.В. Алгоритмы обхода локальных донных объектов для автономного подводного робота // Шестая Всерос. науч.техн. конф. «Технические проблемы освоения мирового океана» (ТПОМО-6). Владивосток, 2015. С. 450–454.Инзарцев А.В., Багницкий А.В. Алгоритмы обхода локальных донных объектов для автономного подводного робота // Шестая Всерос. науч.техн. конф. «Технические проблемы освоения мирового океана» (ТПОМО-6). Владивосток, 2015. С. 450–454.Тусеева И.Б., Тусеева Д.Б., Ким Юн-Ги. Алгоритм динамического окна для навигации автономных подводных аппаратов // Искусственный интеллект и принятие решений. 2013. №3. С. 67–77.Тусеева И.Б., Тусеева Д.Б., Ким Юн-Ги. Алгоритм динамического окна для навигации автономных подводных аппаратов // Искусственный интеллект и принятие решений. 2013. №3. С. 67–77.Galarza, C., Masmitja, I., Prat, J., Gomariz, S., Design of obstacle detection and avoidance system for Guanay II AUV, Appl. Sci., 2020, vol. 10, pp. 32–37.Galarza, C., Masmitja, I., Prat, J., Gomariz, S., Design of obstacle detection and avoidance system for Guanay II AUV, Appl. Sci., 2020, vol. 10, pp. 32–37.Lin, C., Wang, H., Yuan, J., Yu, D., Li, C., An improved recurrent neural network for unmanned underwater vehicle online obstacle avoidance // IEEEJ.Ocean. Eng., 2019, vol. 44, pp. 120–133.Lin, C., Wang, H., Yuan, J., Yu, D., Li, C., An improved recurrent neural network for unmanned underwater vehicle online obstacle avoidance // IEEEJ.Ocean. Eng., 2019, vol. 44, pp. 120–133.Fox, D., Burgardt, W., Thrun, S., The Dynamic Window Approach to Collision Avoidance, IEEE Robotics and Automation Magazine, 1995.Fox, D., Burgardt, W., Thrun, S., The Dynamic Window Approach to Collision Avoidance, IEEE Robotics and Automation Magazine, 1995.Sami, A., Ayman, M.M., Brisha, M., Analysis and Simulation of 3D Trajectory with Obstacle Avoidance of an Autonomous Underwater Vehicle for Optimum Performance, International Journal of Computer Science and Network Security, 2012, vol. 12, no. 3, pp. 43–50.Sami, A., Ayman, M.M., Brisha, M., Analysis and Simulation of 3D Trajectory with Obstacle Avoidance of an Autonomous Underwater Vehicle for Optimum Performance, International Journal of Computer Science and Network Security, 2012, vol. 12, no. 3, pp. 43–50.Galarza, C., Masmitja, I., González, J., Prat, J., Gomariz, S., Del Rio, J., Design obstacle detection system for AUV Guanay II.A, Sixth International Workshop on Marine Technology, Cartagena, 2015, pp. 15–18.Galarza, C., Masmitja, I., González, J., Prat, J., Gomariz, S., Del Rio, J., Design obstacle detection system for AUV Guanay II.A, Sixth International Workshop on Marine Technology, Cartagena, 2015, pp. 15–18.Hromatka, M., A Fuzzy Logic Approach to Collision Avoidance in Smart UAVs, Honors Theses, 2013, Paper 13. URL: http://digitalcommons.csbsju.edu/honors_theses/13.Hromatka, M., A Fuzzy Logic Approach to Collision Avoidance in Smart UAVs, Honors Theses, 2013, Paper 13. URL: http://digitalcommons.csbsju.edu/honors_theses/13.Evans, J., Patrón, P., Smith, B., Lane, D.M., Design and evaluation of a reactive and deliberative collision avoidance and escape architecture for autonomous robots, Autonomous Robots, 2008, vol. 24, no 3, pp. 247–266.Evans, J., Patrón, P., Smith, B., Lane, D.M., Design and evaluation of a reactive and deliberative collision avoidance and escape architecture for autonomous robots, Autonomous Robots, 2008, vol. 24, no 3, pp. 247–266.Chiew, S.T., A collision avoidance system for autonomous underwater vehicles, Honors Theses, University of Plymouth, 2006. URL: http://hdl.handle.net/10026.1/2258.Chiew, S.T., A collision avoidance system for autonomous underwater vehicles, Honors Theses, University of Plymouth, 2006. URL: http://hdl.handle.net/10026.1/2258.Liu, S., Wei, Y., Gao, Y., 3D path planning for AUV using fuzzy logic, Computer Science and Information Processing (CSIP), 2012, URL: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6308925.Liu, S., Wei, Y., Gao, Y., 3D path planning for AUV using fuzzy logic, Computer Science and Information Processing (CSIP), 2012, URL: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6308925.Jane’s unmanned maritime vehicle, 2019–2020, Ed. Kelvin Wong, IHS Markit, 2020.Jane’s unmanned maritime vehicle, 2019–2020, Ed. Kelvin Wong, IHS Markit, 2020.Аполлонов Е.М., Бачурин А.А., Горохов А.И., Пономарев Л.О. О возможности и необходимости создания сверхбольшого необитаемого подводного аппарата // Сборник материалов XIII Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». Ростов-на-Дону – Таганрог: ЮФУ, 2018. С. 34–42.Аполлонов Е.М., Бачурин А.А., Горохов А.И., Пономарев Л.О. О возможности и необходимости создания сверхбольшого необитаемого подводного аппарата // Сборник материалов XIII Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». Ростов-на-Дону – Таганрог: ЮФУ, 2018. С. 34–42.Акустика океана / под ред. Л.М. Бреховских. М.: Наука, 1974.Акустика океана / под ред. Л.М. Бреховских. М.: Наука, 1974.Справочник штурмана / под ред. В.Д. Шандабылова. М.: Воениздат, 1968.Справочник штурмана / под ред. В.Д. Шандабылова. М.: Воениздат, 1968.Захаров В.Л., Машошин А.И. Методический аппарат для обоснования требований к точности определения координат и параметров движения целей по информации гидроакустического комплекса подводной лодки // Морская радиоэлектроника. 2011. № 4 (38). С. 36–39.Захаров В.Л., Машошин А.И. Методический аппарат для обоснования требований к точности определения координат и параметров движения целей по информации гидроакустического комплекса подводной лодки // Морская радиоэлектроника. 2011. № 4 (38). С. 36–39.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.