«Марш миниатюризации» от Subsea Tech

Seasam AUV от NotiloPlus работает по всему миру. Фото от NotiloPlus.

Модем Hydromea LUMA использовался для передачи данных из системы Ams + компании Ashtead. Фотография от Hydromea.

Модем LUMA использовался для передачи данных гироскопа через ROV на поверхность, чтобы помочь подводным операциям с краном. Фотография от Hydromea.

Оливер Скислэнд из Water Linked выступает на демонстрационном мероприятии в Тау. Фото Элейн Маслин.

Birdview испытывает свои дроны на рыболовецких судах в Норвегии. Фото с высоты птичьего полета.

Концепция погружения гидролокатора Birdview. Фото от Олава Брюсета.

Previous Next

Растущий батальон маленьких компактных систем приближается к подводному миру, в некотором смысле делая его более широким пространством для большего количества людей. Элейн Маслин сообщает.

Меньшие дистанционно управляемые транспортные средства (ROV) и меньшие автономные подводные транспортные средства (AUV) растут в числе и, в свою очередь, приводят в действие меньшие технологии, которые их поддерживают. В результате появилось несколько новых детей на блоке и то, что вы могли бы назвать восходящим маршем миниатюризации.

Они простираются от производителей транспортных средств до производителей акустических и оптических сенсорных систем. Некоторые из них присутствовали на демонстрационном мероприятии, посвященном беспилотным системам в открытом море, которое проводилось норвежским Equinor в Тау, недалеко от Ставангера, в октябре 2019 года.

NotiloPlus
Начиная с производителей транспортных средств, одним из них был NotiloPlus, французский стартап, основанный в 2016 году, который производит небольшой, но умный ROV.

Seasam весит 9 кг и является недостающим звеном между маленьким и компактным, но пилотируемым ROV и большими ROV с упаковкой, которая стоит дорого. Николас Гамбини, соучредитель и генеральный директор компании, базирующейся в Марселе, говорит, что NotiloPlus позволяет небольшому автомобилю с большим количеством интеллектуальных возможностей с помощью вычислительной мощности. «Машинное обучение и программное обеспечение позволяют вам позиционировать и воспринимать», - говорит он. «Для позиционирования вам нужно использовать много оборудования, но мы хотели, чтобы это было как можно дешевле. Таким образом, за меньшую цену, чем один высококлассный датчик позиционирования, у нас есть система, которая использует более дешевые датчики, но затем объединяет их и использует алгоритмы для увеличения данных так, чтобы они были близки к наиболее совершенным датчикам.

«Это означает, что [с Seasam] мы можем использовать простые акустические датчики для позиционирования и камеру для компьютерного зрения. Компьютерное зрение означает, что в рамках того, что видит дрон, он может определить интересующую точку и коснуться ее, если это то, что нужно ». Автомобиль может быть привязан, если вы хотите получить обратную связь в режиме реального времени, и не привязан. «Кроме того, он может обеспечить полностью автономный водолазный контроль или осмотр плотины или корпуса судна. Для небольшого корабля, скажем, длиной 10 м, ему даже не нужна карта, он сам может идентифицировать руль и т. Д. Для длинного корпуса вы можете указать ему форму и длину, а затем он выбирает свой собственный шаблон для проверки. «.

Фирма, которая проводит свои испытания в Лионе, поставляет системы Seasam с марта этого года, и 300 из них уже «оттуда», из Франции в Корею, например, работают на рынке развлечений. дайверские центры, а также промышленные, проверяющие инфраструктуру и научные. Гамбини говорит, что может нести другую полезную нагрузку или инструменты и может быть адаптирован. Фирма также имеет партнерские отношения с TechnipFMC, которые включают в себя работу над такими вещами, как промышленное производство беспилотных летательных аппаратов, которые обеспечивают глобальное предложение. Заглядывая в будущее, Гамбини говорит, что взаимосвязанные беспилотники, скорее всего, пойдут в индустрию.

Birdview
Не все подводные операции должны выполняться подводными транспортными средствами. Еще один стартап, Birdview, разрабатывает воздушный беспилотник, который может сбрасывать датчики в воду для сбора данных - или все, что вы хотите, чтобы подводный датчик делал. Базирующаяся в Осло компания уже сотрудничает с Норвежским институтом морских исследований (IMR) в Бергене, чтобы предоставить дистанционный датчик для морских промыслов - т. Е. Дрон, который запускается с рыболовного судна и погружает сонар в воду, чтобы увидеть, есть ли Это косяки рыбы, которые затем могут сообщить судну, куда оно должно идти.

Мохиб Малик, инженер проекта в Birdview, говорит, что компания использовала коммерчески доступные воздушные беспилотники, но сейчас разрабатывает собственную модульную систему. «Дроны, доступные сегодня, отлично подходят для полета по суше, но не для морских морских сред», - говорит Малик. «Мы разрабатываем конструкцию, которая будет водонепроницаемой и может плавать (в случае канавы)». Там, где выполняются полеты, сейчас около 15-20 минут, цель для его собственного беспилотника - три часа - в радиусе 50 км. Для того, чтобы сохранить контроль / связь с ним.

Во время демонстрации беспилотников в Тау, недалеко от Ставангера, Норвегия, Bird View продемонстрировала свои идеи. (Фото Биргера Харальдсеида)

Несмотря на то, что компания была основана в 2014 году, она действительно была активна всего около года, говорит Малик, в основном ориентированной на рыболовный сектор. Это включает использование 6-лопастного беспилотника DJ1, который был запущен с рыболовных судов IMR в открытом море, обучение и оттачивание взлета и посадки. Здесь он использует эхолот Simrad, который упал в воду на маленькой лебедке от дрона, чтобы найти рыбу. Эхолот собирает данные, которые затем обрабатываются, чтобы показать, где находится рыба. И результаты были хорошими, говорит Малик, избегая проблем, которые могут возникнуть у рыболовецких судов с шумом судна в воде, потому что он может погружать гидролокатор подальше от судна. Следующий шаг - это крайняя аналитика - то есть обработка данных на дроне, чтобы рыбак быстрее знал, где рыба.

Но Birdview видит и другие возможности, в том числе опускание модема для сбора данных с подводных датчиков или даже для обеспечения связи для удаленного управления ROV или мобильными подводными платформами, поэтому им не нужно оставаться в зоне действия коммуникационного узла.

Сейчас он работает над системой с 50-километровым одиночным диапазоном с полуавтоматическими миссиями. Сложность заключается в передаче данных: когда удалено от принимающего судна или сетей связи, может быть отправлено меньше данных, поэтому системы связи беспилотника должны иметь возможность уменьшать объем телеметрии, но при этом иметь пропускную способность для приема новых миссий без прямого контроль.

Фирма планирует начать тестирование своего собственного беспилотника примерно через год и вывести его на рынок примерно через 18 месяцев или два года. Birdview также работает с TechnipFMC.

Вода связана
Эти системы нуждаются в датчиках, и некоторые из них предлагают новичку на блоке. За последние семь лет компания Water Linked, базирующаяся в Тронхейме, Норвегия, разработала ультрамалые подводные системы позиционирования и подводные модемы. Система подводного позиционирования основана на перевернутой короткой базовой линии, использующей четыре приемника и локатор на мобильном объекте, таком как транспортное средство. Он был интегрирован с Blue Robotics mini ROV с 2017 года.

Он небольшой, потому что компания Water Linked сосредоточилась на вычислениях, которые могут подсчитать количество датчиков с более низкой мощностью (т.е. меньших), чтобы получить те же результаты, что и датчики большего размера (то есть более дорогие). Компания также спроектировала собственные датчики и, чтобы сохранить экономичность, поставляет на аутсорсинг производство в Норвегии.

«Мы делаем все возможное, чтобы увеличить вероятность выхода на правильную позицию», - говорит Оливер Скислэнд, генеральный директор Water Linked. «Он не принимает первый и самый простой ответ за истину, он делает много вычислений, чтобы увеличить возможность определения правильного положения». Water Linked делает это, используя высокопроизводительные программируемые массивы вентилей (FPGA). «ПЛИС - это фантастический инструмент, потому что вы можете запрограммировать их для оптимизации под конкретную задачу по сравнению с обычным ПК», - объясняет Скислэнд. «Мы используем ультрасовременные технологии для создания небольших, энергоэффективных и экономичных продуктов. Мы придерживаемся очень комплексного подхода, когда даже самые мельчайшие компоненты подробно обсуждаются, прежде чем он будет допущен к нашим платам ».

Связанный с водой локатор. (Изображение: вода связана)

Власть - это компромисс. Система позиционирования Water Linked работает до 100 м, а в 2020 году - до 200 м. Модемы работают до 1 км, говорит Скислэнд. Дальше будет означать больше мощности, что будет означать большие транспортные средства. Но это оптимально для рынка, на который ориентируется фирма - мини ROV. Все больше и больше людей используют мини-ROV, потому что они стали достаточно дешевыми. По словам Скисленда, с помощью датчиков они могут делать с ними больше, например, расширенную навигацию и предоставление документации (данных о местоположении) для проведения геодезических или инспекционных работ или для точного определения местоположения дайверов. Так что, как и NotiloPlus, Water Linked заявляет, что может предложить целую систему по той же цене, что и один датчик. «Мы открываем новый рынок, предоставляя мини-ROV новый инструмент для продвинутой навигации, чего раньше не было», - говорит Скислэнд.

На мероприятии Tau система позиционирования Water Linked использовалась в качестве «подводного GPS» на испытательном транспортном средстве Freedom AUV компании Freedom 60%. Там, с четырьмя устройствами, которые компания называет приемниками на док-станции, и «локатором» на транспортном средстве, она обеспечивала точность до 1 см для стыковки АНПА с подводной док-станцией. Оптимальный сценарий будет видеть транспортное средство и док-станцию каждый с четырьмя приемниками и локатор. «Тогда док-станция будет знать обо всех ближайших AUV, и все AUV будут знать, где найти все док-станции. Док-станция может легко внедрить своего рода «систему посадки», как вы можете найти в аэропортах, где она может определить, какой AUV был в очереди на стыковку и какие AUV пришлось ждать », - говорит Скислэнд. По его словам, с помощью модемов Water Linked можно передавать изображения на расстоянии 10 м, чтобы пилоты транспортных средств могли видеть происходящее.

Следующим в списке попаданий компании является сверхмалый допплеровский журнал скорости (DVL), который помогает небольшим ROV или AUV удерживать позиции для инспекции или вмешательства. Он должен быть запущен в начале 2020 года. Глубина оценивается в 300 м, его минимальная высота должна составлять 0,15 м, максимальная высота 50 м с высоты 25 мм и уменьшенный форм-фактор 55 мм.

Hydromea
Обеспечение связи между транспортными средствами или активами - это еще один новичок в этом блоке - Hydromea. Основатели фирмы, Феликс Шилл (CTO) и Александр Бахр (COO), начали разрабатывать рой миниатюрных AUV еще в 2003 году. После того, как они пошли разными путями - один получил докторскую степень в MIT по подводной навигации, а другой - Доктор философии по коммуникациям в подводной ячеистой сети в Австралийском национальном университете в Канберре, Австралия, они собрались в Политехнической школе Лозанны (EPFL) в Швейцарии, где снова начали совместную работу над миниатюрными AUV.

Но, пытаясь построить их, они поняли, что не могут найти достаточно малые двигатели, батареи для выносливости и маленькие акустические модемы. Кроме того, Немецкий институт Альфреда Вегенера (AWI) попросил их расширить свою работу в области оптической связи и разработать отдельное устройство. По словам Игоря Мартина, генерального директора компании, их LUMA 500ER теперь предлагает скорость передачи данных 500 кбит (тысяча бит в секунду) на дальности до 70 м в диапазоне 120 градусов. Но он говорит, что они думают, что могут быть расширены до нескольких мегабит в секунду на больших расстояниях.

«Теперь мы видим, что когда вы миниатюризируете материал, он становится более доступным», - говорит Мартин. «Это дает вам гибкость для модернизации. Это портативный и масштабируемый. Вместо того, чтобы стоить десятки тысяч, это тысячи, и это открывает различные возможности. С небольшими портативными системами таких компаний, как Water Linked и Hydromea, вы создаете среду, в которой недорогие модемы, инструменты или сенсорные системы позволяют вам расширяться ».

Фирма участвовала в программе акселератора TechX Центра нефтегазовой технологии и использовала технологию оптической связи, используемую Rever Offshore, Ocean Installer и i-Tech 7 для таких задач, как передача данных о крене / тангаже / рыскании от гироскопических боксов для наблюдения за ROV во время проекты подводного строительства для предоставления операторам кранов на палубе, например, более быстрой информации о том, что происходит под водой.

Модем Hydromea LUMA. (Фото: Hydromea)

Модем LUMA был развернут Rever Offshore на устье скважины как часть автономной системы мониторинга Ashtead Technology (AMS +) во время проекта бурения для Total в Северном море в начале 2019 года. Затем ROV мог получать данные из AMS +, используя LUMA , 8 м от устья скважины.

Позже в 2019 году научно-исследовательский круиз Института Альфреда Вегенера и Института морской микробиологии им. Макса Планка на исследовательском судне Sonne использовал модемы LUMA на ROV KIEL6000 Geomar для прямой связи с подводными приборами, в том числе с модемами LUMA, на глубине 4000 м, чтобы обеспечить их датчики работали и перенастраивали их при необходимости.

Благодаря технологиям, созданным за последние 10 лет, включая LUMA, Hydromea теперь обращает свое внимание на создание миниатюрного полуавтономного беспилотного полуавтономного беспилотника, называемого ExRay. Он предназначен для работы в замкнутых пространствах, заполненных водой, таких как резервуары с балластной водой на судах. Цель состоит в том, чтобы иметь возможность использовать одновременную локализацию и картирование (SLAM) для навигации по танкам и использовать программное обеспечение для создания мозаики для создания трехмерных тепловых карт областей, нуждающихся в обслуживании. Первый ExRay должен появиться в 2021 году.