Tworzenie map 3D dna morskiego i linii brzegowych jest niezwykle istotne nie tylko dla operatorów statków, ale i władz lokalnych. Obecnie proces ten jest skomplikowany i wymaga zaangażowania wyszkolonych techników, którzy muszą ręcznie mapować topografię morskiego dna i brzegów portów, jezior i rzek. Jednak nowoczesna technologia może zmienić tę sytuację.
Wykorzystanie autonomicznych jednostek pływających w tworzeniu map 3D dna morskiego ma wiele korzyści. Po pierwsze, te jednostki są w stanie zbierać dane z trudno dostępnych i niebezpiecznych obszarów, które dla tradycyjnych jednostek są niedostępne. Po drugie, technologia autonomicznych pojazdów podwodnych umożliwia szybkie i precyzyjne mapowanie, co przyspiesza proces tworzenia map i zwiększa ich dokładność.
Zespół naukowców z Instytutu Optroniki Fraunhofer opracował system, który wykorzystuje autonomiczne jednostki do samodzielnego tworzenia trójwymiarowych map dna morskiego i linii brzegowych. System ten, znany jako TAPS (Tethered Autonomous Power Supply), umożliwia wydajne i ekonomiczne mapowanie. Jednostka pływająca wyposażona w TAPS jest połączona z centralną stacją roboczą lub stacją kontrolną na lądzie. Może poruszać się po wodach śródlądowych i ich otoczeniu, rejestrując szczegółowe pomiary nad i pod powierzchnią wody.
Wykorzystanie GPS, czujników przyspieszenia i prędkości kątowej oraz dziennika prędkości dopplerowskiej umożliwia poruszanie się autonomicznego pojazdu wzdłuż dna akwenu. Dane z czujników są sekwencyjnie łączone i przetwarzane w celu kierowania półautomatycznym systemem nawigacji.
Do mapowania nad wodą stosowany jest zaawansowany system skanerów laserowych i kamer, które są zintegrowane z oprogramowaniem. Ta potężna kombinacja umożliwia urządzeniom rekonstrukcję precyzyjnych modeli 3D otaczającego środowiska. Dzięki czemu topografia i struktura terenu nad wodą jest dokładnie zobrazowana.
Do mapowania podwodnego wykorzystuje się sonar wielowiązkowy. System jest w pełni zintegrowany z czujnikami i jest w stanie tworzyć kompleksowe modele 3D akwenów. Dzięki temu można precyzyjnie określić głębokość, kształt i inne cechy dna.
Najczęściej czytane:
System nawigacji jest precyzyjny i wyjątkowo prosty w obsłudze. Użytkownik musi jedynie określić obszar, który chce zmapować, a cały proces pomiarowy odbywa się automatycznie. Wszelkie oceny i analizy danych są dokonywane przez system, co minimalizuje ryzyko błędów ludzkich i zapewnia niezwykłą dokładność i wiarygodność modeli 3D scenerii nadwodnej i podwodnej.
Podczas pracy urządzenia TAPS w czasie rzeczywistym generuje szybki model 3D do celów nawigacyjnych, w tym obiektów dynamicznych, takich jak poruszające się statki. Drugi bardzo precyzyjny model 3D jest obliczany przez oprogramowanie po ocenie danych, rejestrując zarówno dno zbiornika wodnego, jak i scenę nad powierzchnią wody, jednocześnie ukrywając poruszające się obiekty.
Jakie korzyści niesie ze sobą ta technologia?
Dzięki możliwości określenia obszaru do zmapowania oraz precyzyjnej nawigacji proces tworzenia map cech dna morskiego i linii brzegowych staje się łatwiejszy i bardziej efektywny. Dodatkowo zaawansowane oprogramowanie sterujące umożliwia śledzenie postępu pracy oraz analizę zebranych danych. Wielowiązkowy system sonarowy pozwala na szczegółowe badanie podwodnych formacji oraz identyfikację struktur geologicznych. Dzięki temu użytkownicy mają dostęp do dokładnych informacji o badanym obszarze, co może znacznie wpływać na rozwój różnych dziedzin, takich jak gospodarka morska, badania naukowe, czy ochrona środowiska.
Wydaje się, że autonomiczne jednostki pływające to ogromny potencjał do wykorzystania w tworzeniu map 3D dna. Postęp technologiczny w dziedzinie sensoryki i sztucznej inteligencji pozwoli na jeszcze bardziej precyzyjne i szybkie mapowanie.
Zobacz także:
Prototyp TAPS został przetestowany już w kilku jeziorach, obecnie używany przez grupę badawczą Fraunhofer w celach badawczych.
Źródło: fraunhofer.de
