Математическая модель уточнила координаты подводных объектов

^{Royal Australian Navy/Indicator.Ru}

Исследователи из ДВФУ вместе с коллегами из Харбинского инженерного университета разработали алгоритм, который позволяет устранять ошибки в системах гидроакустической связи. Его использование позволит точнее определять пространственные координаты подводных объектов, передавать данные, искать полезные ископаемые и затонувшие объекты. Свою работу ученые представили в журнале IEEE Access.

Созданную учеными программу можно устанавливать на уже существующие гидроакустические платформы подводных аппаратов. Это позволит улучшить их навигацию и взаимодействие в группе, поможет точно определять положение друг относительно друга. Разработка будет полезна, например, при исследованиях океанов и морей вблизи полюсов.

«Наш алгоритм позволяет контролировать положение подводных объектов не в четырех степенях свободы, а в шести — не только в плоскости, но и в угловых измерениях. Этот модуль хорош тем, что его можно установить прямо сейчас уже на существующие и применяемые во всем мире платформы, позволяющие рассчитывать пространственные координаты в четырех степенях свободы. Наша математическая модель берет в расчет эти координаты в четырех степенях и может потом пересчитать их на шесть степеней свободы с помощью разработанных нами математических алгоритмов. Таким образом, нашей системе не требуется новая технологическая база, а значит, ее применение проще и экономически эффективнее существующих аналогов», — рассказывает один из разработчиков, заведующий кафедрой приборостроения Инженерной школы ДВФУ Владимир Короченцев.

Новую систему гидроакустической связи с созданным учеными алгоритмом уже испытали в искусственной среде — закрытом бассейне, — убедившись, что положение объекта можно будет установить с погрешностью всего в 2–3% в шести степенях свободы. Традиционно в гидроакустике считается допустимой погрешность в десятки процентов, так как определить положение объектов с помощью этого метода довольно трудно. Конечно, по словам исследователей, погрешность в реальной среде будет выше из-за дополнительных мешающих факторов, но показания все равно будут более точными благодаря позиционированию в шести степенях свободы.

Такого успеха удалось достичь благодаря математическому моделированию и использованию метода Монте-Карло для обработки поступающих данных. Алгоритмы позволяют нивелировать ошибки датчиков и пересчитывают четыре степени свободы в шесть через углы Эйлера, которые описывают поворот трехмерного тела в евклидовом пространстве.

Автор: Никита Шевцев