Как система высокоточного позиционного измерения, оптические системы захвата движения применяются не только к кораблям, морским сооружениям и рыболовству, но и к различным исследованиям, касающимся подводных роботов.

Разнообразные сценарии применения подводных роботов

Системы захвата движения широко используются для разработки и валидации подводных роботов, фиксируя информацию о местоположении робота и его движении. Для совместного управления несколькими подводными роботами эти системы могут служить решениями для позиционирования в лабораторных условиях, предоставляя информацию о положении самого робота и других роботов.

1) Валидация алгоритмов для подводных бионических змеевидных роботов

В связи с особенностями змеевидных роботов, которые включают в себя множество суставов и избыточные степени свободы, а также высокую сложность и нелинейные физические свойства водной среды, наблюдение за движениями робота в экспериментах, получение параметров движения и оптимизация стратегий управления роботом через эксперименты представляют определенные трудности.С применением 3D системы захвата движения движения и позы суставов подводного змеевидного робота могут быть точно зафиксированы.Сравнение этих данных с позами суставов, полученными из данных датчиков суставов, подтверждает точность слияния данных датчиков и алгоритмов оценки позы.

2) Телеуправляемый подводный робот, оснащенный механическим манипулятором

При разработке механической руки для маленького дистанционно управляемого подводного робота (ROV) важно учитывать влияние положения руки (вертикальное, боковое) в различных состояниях движения (вперед, вбок) на собственную позицию ROV и способность робота сохранять стабильность. Подводная система захвата движения фиксирует данные, отслеживая маркеры, закрепленные на ROV, и вычисляет данные крена, тангажа и рыскания с более высокой точностью, чем большинство инерциальных датчиков.

3) Анализ походки многоногого подводного робота

Подводный шестиногий робот может исследовать темное и мутное морское дно, повторно перемещая свои ноги без использования камер или лазеров. Эта возможность делает его подходящим для глубоководной добычи полезных ископаемых и сбора пластиковых отходов с морского дна, что открывает значительные перспективы развития. Во время фазы разработки робота используется трехмерная система захвата движения для получения динамических параметров робота в реальном времени, что облегчает онлайн-анализ и планирование походки. Запланированные походки затем передаются в систему управления роботом, которая через сервомоторы управляет движением робота и корректирует его позицию в реальном времени.

4) Захват движения бионической рыбы-робота с волнообразным плавником

Бионическая рыба-робот с волнообразными плавниками использует силиконовые плавники по бокам с сервоприводом для волнообразного движения. Этот метод предотвращает вред морской жизни, который может возникнуть при использовании быстро вращающихся пропеллеров.Более того, большая площадь волнообразных плавников может быть использована для создания системы генерации энергии, которая использует поток воды для зарядки рыбы-робота.На этапе экспериментов система захвата движения может зафиксировать маркеры, размещённые на плавниках и теле бионической рыбы-робота с волнообразными плавниками, чтобы получить кинематические параметры.Эти данные используются для анализа влияния амплитуды колебаний, частоты колебаний и скорости потока воды на гидродинамические характеристики робота.

5) Формирование движения подводных аппаратов

Одновременное наблюдение и сбор данных в различных точках формацией множества автономных подводных аппаратов (AUV) может значительно повысить точность моделей окружающей морской среды. Критически важным аспектом исследований в области подводных роботизированных роевых систем является координация и сотрудничество между отдельными роботами в группе. Совместное управление формацией подводных роботов в первую очередь проявляется в целостном формировании и планировании траекторий множества подводных роботов. Это требует от роботов выполнения морских задач в соответствии с заранее определенными схемами формации и траекториями. Кооперативное управление требует высокоточной системы навигации и позиционирования для получения информации о местоположении себя и других аппаратов. Во время экспериментов с моделями в лабораторных условиях система захвата движения может служить подводной системой позиционирования, обеспечивая высокоточную информацию о положении нескольких жестких тел, которая используется для исследования планирования движения формации.

Системы захвата движения NOKOV используются для высокоточного позиционирования бионических роботизированных рыб.

В значимой области применения подводной робототехники компания NOKOV Motion Capture тесно сотрудничает с Колледжем искусственного интеллекта Университета Нанькай, предоставляя высокоточные данные позиционирования для связанных исследований.

Исследование школы искусственного интеллекта Университета Нанькай коллективного поведения нескольких бионических рыб.

Инженерные техники NOKOV установили 16 камер захвата движения Mars 2H в пространстве размером 15 на 5 метров. Зона захвата включала в себя небольшой бассейн, рабочую зону для миниатюрного беспилотного транспортного средства (E-puck) и зону на земле для мобильного робота Intelligent Jia. На каждую биомиметическую роботизированную рыбу накладывались отражающие маркеры в различных конфигурациях для идентификации отдельных ID роботизированных рыб. Захватывая отражающие маркеры на роботизированных рыбах, система получала 3D координаты маркеров и транслировала их в реальном времени с использованием SDK. Один робот мог получать информацию о своем положении и положении близлежащих мобильных роботов с точностью до субмиллиметра.

Исследования различных типов и применений подводных роботов всегда были важным направлением в области научных исследований. Системы захвата движения NOKOV будут продолжать расширять свои области применения в подводных условиях, предоставляя данные захвата движений высокой точности для дальнейших связанных исследований.