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SEAVIEW
Descrizione
l progetto SEAVIEW ha come obiettivo progettare, realizzare e sperimentare in ambiente industriale e reale il dimostratore e il prototipo di uno strumento elettronico innovativo composto da veicolo subacqueo (Remotely Operated underwater Vehicle ROV) equipaggiato con sensore video-acustico tridimensionale stereoscopico. Verrà inoltre sperimentato un sistema di monitoraggio basato sulla realizzazione di una rete neurale sottomarina, che integri nodi sensori statici e dispositivi mobili. I nodi sensori saranno multifunzionali e avranno capacità di monitoraggio eterogenee (es. saranno equipaggiati con sensori in grado di monitorare vari parametri ambientali, e con videocamere). I nodi sensori saranno in grado di comunicare in real time dati tramite un gateway ad un server remoto, usando tecniche innovative basate su comunicazione acustica (o radio per la parte emersa).
Un sistemadi questo tipo consentirà l'integrazione di piattaforme e tecnologie eterogenee. I nodi sensori sottomarini potranno essere dispiegati da piccole imbarcazioni, e riconfigurati in real time da remoto.
Sottosistema Veicolo
L’idea perseguita è stata quella di sviluppare un veicolo versatile, intrinsecamente leggero e compatto, ma allo stesso tempo in grado di movimentare carichi rilevanti. In quest’ottica è stato progettato un veicolo ad architettura modulare con l’aspetto di un piccolo siluro costituito da un elemento di poppa che incorpora un propulsore di spinta, quattro sezioni intermedie ognuna delle quali ingloba un propulsore di spinta trasversale (orientabile lateralmente o verticalmente), ed una sezione di prua che contiene tutta l’elettronica di controllo e comunicazione e la batteria di alimentazione.
Il veicolo così ottenuto è abbastanza leggero (circa 12 kg) e compatto (lunghezza circa 1,2 m) da poter essere manovrato da un singolo operatore ma consente l’inserimento di carichi importanti (con massa sino a 35 kg) tra due degli elementi intermedi.
Il governo del veicolo avviene tramite un cavo ethernet collegato ad un PC in superficie e gode di un elevato grado di automazione, essendo in grado di mantenere autonomamente profondità, assetto e direzione. Infine, un sistema di localizzazione acustico, combinato con un GPS di superficie, consente di seguire il posizionamento del battello su una mappa visualizzata dal PC di governo.
Nella foto a sinistra è riportato il ROV in configurazione minima, senza carichi aggiuntivi mentre a destra è riportata un’immagine del veicolo, approntato per i test in piscina, con l’inserimento di un modulo di carico con una massa di circa 20 kg.
Il Sottosistema è stato realizzato con struttura modulare espandibile e riconfigurabile con capacità di alloggiare carichi operativi tra le sezioni fino al doppio della propria massa.
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Sottosistema Architettura Sensoriale
Nel Progetto Seaview è stata sviluppata una Architettura sensoriale che integra una Componente Video ed una componente Acustica. La componente Video è realizzata con due videocamere alloggiate in un contenitore stagno, la cui finestra ottica apre ad una visione stereoscopica in asse con il sensore acustico e con un campo di vista che comprende quello esplorato dalle antenne acustiche. La funzione di esplorazione acustica è realizzata da un Sonar attivo multifascio, ad alta risoluzione, di nuova concezione, destinato ad espletare le funzioni di ricerca e localizzazione a media distanza e classificazione di bersagli immersi nell’eco di riverbero, con costruzione dell’immagine acustica della zona d’interesse.
L’uso simultaneo di queste due classi di sensori consente di mantenere una buona capacita operativa in molte situazioni ambientali che, oggi, risultano proibitive per l’una o l’altra tipologia. Si immagini la situazione rappresentata da acque limacciose o torbide, in questo caso il sensore video degrada le sue prestazioni fino a perdere la capacità di individuare un ostacolo; il sensore acustico sotto le stesse condizioni riesce a rivelare la presenza di un oggetto. L’uso integrato delle rappresentazioni di entrambe le componenti, opportunamente sovrapposte con una pesatura che va da tutto video a tutto acustico, amplia notevolmente il campo di impiego rispetto alle condizioni ambientali (trasparenza/torbidità/rumorosità) .
Nella foto si distinguono le antenne acustiche riceventi montate come due tripodi, il proiettore acustico quadrato nero al centro della foto, sormontato dal visore ottico rettangolare nero comprendente le due videocamere. Tutto il complesso è solidale e con lo stesso asse di osservazione, quindi il settore esplorato è indirizzato nella stessa direzione per tutti i sensori. L’intera architettura può essere orientata prima della missione, in modo da privilegiare una ricerca orizzontale, obliqua o verticale rispetto al fondo. I due tripodi acustici riceventi possono essere posizionati con asse parallelo ottenendo una stereoscopia acustica, oppure opportunamente divergenti realizzando una copertura acustica doppia nel piano di ricerca.
Il Signal processing prevede una elaborazione tridimensionale stereoscopica integrata e pesata tra sensori Video ed Acustici, assicurando la funzionalità del Sistema sia in condizioni ottiche ottimali che in totale assenza di trasparenza.
Sistema Seaview in fase di controllo manovrabilità in ambiente controllato
Test di funzionalità in condizioni operative
Lago Nicoletti