Necesidad creciente de embarcaciones de superficie no tripuladas para evitar obstáculos bajo el agua

Históricamente, el uso de buques de superficie no tripulados (USV) comenzó en ambientes muy controlados donde el fondo marino estaba bien cartografiado y el ambiente submarino era estable. El enfoque de estos primeros proyectos de USV se centró principalmente en la integración de sensores sobre el agua con el sistema de control del vehículo y en el desarrollo de la planificación de ruta automatizada. En el desarrollo de estos sistemas, quedó claro que navegar con éxito a través de un entorno dinámico siguiendo todos los COLREGS formaría la base fundamental de todas las capacidades de USV. Al comenzar en estos entornos muy controlados, los requisitos para evitar colisiones podrían simplificarse al ignorar la amenaza de los obstáculos submarinos.

A medida que avanzaban estos primeros proyectos, las aplicaciones de USV se expandieron rápidamente a ubicaciones de aguas profundas, lo que ofreció nuevos desafíos relacionados con la operación en entornos de aguas abiertas más duros y más lejos de las comunicaciones basadas en la costa. Sin embargo, la mayoría de estos programas USV de aguas profundas aún pudieron ignorar los obstáculos submarinos al evitar el hielo de latitudes altas y operar a velocidades lentas para mitigar las amenazas de contenedores de envío perdidos o ballenas grandes.

En los últimos años, se ha demostrado la fusión básica de sensores por encima del agua y el cumplimiento de COLREGS y los USV ahora se consideran plataformas viables para un número creciente de aplicaciones. Con estas experiencias en su haber, los desarrolladores y usuarios de la plataforma USV buscan expandir el uso de los USV a entornos más complejos. Además, están ingresando al mercado muchas plataformas USV que prometen mayores velocidades de operación. A medida que las misiones se expanden al monitoreo costero de larga duración, las patrullas de seguridad en puertos austeros, la proyección de fuerza en latitudes más altas, la orientación de barco a tierra y la interdicción de alta velocidad, la consideración de los peligros de la navegación submarina se está convirtiendo en una prioridad para muchos operadores de USV.

Uno podría preguntarse '¿Por qué estos USV no pueden simplemente usar cartas náuticas electrónicas (ENC) como un mapa para evitar obstáculos submarinos?' Aunque las cartas digitales pueden parecer la respuesta obvia, esta solución es limitada porque gran parte de los océanos del mundo están pobremente mapeados o incluso completamente sin cartografiar. El último anuncio de SAS el Príncipe Alberto II de Mónaco durante la más reciente Asamblea de la Organización Hidrográfica Internacional (OHI) del mapa mundial GEBCO, sitúa la cuenta en poco menos de El 25% de los océanos del mundo están siendo cartografiados. Sin embargo, esta tasa de cobertura es solo a una resolución de 100 metros (que no es lo suficientemente buena para la navegación) y gran parte de los datos recopilados provienen de encuestas antiguas que utilizan enfoques obsoletos propensos a grandes errores. A nivel mundial, menos del 10% del océano ha sido cartografiado utilizando tecnología de sonar moderna. Estados Unidos puede jactarse de haber cartografió alrededor del 52% de sus aguaspero solo sobre 35% ha sido mapeado con métodos modernos. En aguas litorales, sólo alrededor del 50% han sido mapeados globalmente. Estos son los lugares específicos donde los obstáculos submarinos representan una grave amenaza para muchos tipos de embarcaciones, incluidos los USV. Además, las ENC no pueden tener en cuenta obstáculos transitorios como ballenas, hielo y contenedores, todos los cuales son fundamentales para evitar a medida que aumentan las velocidades operativas.

de sonda lejana Serie Argos™ de sondas de navegación con visión de futuro en 3D se han desarrollado específicamente para afrontar los retos de la detección de obstáculos bajo el agua en entornos de aguas poco profundas. Los sonares Argos pueden detectar obstáculos delante de la embarcación con rangos operativos máximos de 350 metros (>1000 pies) a 1000 metros (>½ milla náutica), según el modelo. Todos los modelos ofrecen detección en tiempo real del lecho marino en 3D, así como objetivos en el agua desde el superficie del mar a 85 metros de profundidad. También incluyen FarSounder's Mapeo de historial local™ funcionalidad que genera un levantamiento batimétrico cuadriculado donde quiera que vaya la embarcación.

El software SonaSoft™ que ejecuta los sonares Argos proporciona todo el procesamiento del sistema e incluye tanto una interfaz gráfica de usuario como una interfaz de máquina basada en red. La interfaz de usuario ofrece capacidades de usuario en el circuito fáciles de usar y fáciles de entender. El software de visualización del usuario incluye una vista en 3D de los datos de la sonda prospectiva 3D (3D FLS) y los datos del mapa de historial local (LHM). Mientras que la vista de gráfico del software incluye superposiciones de datos 3D FLS, LHM, AIS y ARPA.

La interfaz de la máquina permite que los sistemas de terceros (como los sistemas de control de vehículos para operaciones autónomas y semiautónomas) accedan a una nube de puntos 3D de la información de la sonda completamente procesada a través de una conexión Ethernet estándar. Esta misma interfaz de red permite que el sistema se conecte directamente al Ecosistema QPS a través de Qinsy para aplicaciones de estudios hidrográficos y para una variedad de productos ECDIS para aplicaciones de sistemas de puentes integrados.

Todos los modelos de sondas de navegación Argos son adecuados para aplicaciones USV y el Argos 500 y el Argos 1000 se utilizan normalmente en las plataformas LUSV y XLUSV. Mientras que el último modelo de la serie, el Argos 350™, se ha diseñado teniendo en cuenta las plataformas USV más pequeñas. El módulo transductor del Argos 350 se puede configurar con un conector montado en la parte superior que facilita la instalación a través de un mecanismo de elevación.

Independientemente del tamaño de la plataforma USV, cuando se opera en aguas poco profundas, a velocidades más altas o con cargas útiles de misión crítica, evitar los peligros submarinos es una capacidad importante para muchas de las aplicaciones no tripuladas actuales (y futuras). Al integrar un sonar 3D con visión de futuro en el conjunto de sensores del USV, los operadores pueden acceder a una variedad más amplia de entornos de manera más segura. Esta capacidad hace que la plataforma USV sea más flexible para una gama más amplia de aplicaciones. Al final del día, expandir las capacidades y reducir el riesgo aumenta el ROI general del vehículo y la misión.