Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorFøre, Martin
dc.contributor.advisorKelasidi, Eleni
dc.contributor.advisorOhrem, Sveinung Johan
dc.contributor.authorSeehuus, Håvard Løvseth
dc.date.accessioned2021-09-23T18:07:03Z
dc.date.available2021-09-23T18:07:03Z
dc.date.issued2020
dc.identifierno.ntnu:inspera:56990118:34495524
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2780928
dc.descriptionFull text not available
dc.description.abstractMotivert av utfordringer innen havbruksnæringen kunnet til uønsket begroing vil denne oppgave fokusere på løsninger innen robotikk for håndtering av begroing. Ved å finne nye løsninger for å hindre store ansamlinger av groe på oppdrettsmerder vil det ha en positiv effekt på fiskevelferd og fjerne behovet for personell til stede under notvaskoperasjoner. Et litteraturstudie har blitt utført med med fokus på utfordringer med begroing innen oppdrettsnæringen, konsepter av undervannsrobotikk, eksisterende løsninger av kjøretøy for notvaskoperasjoner, og planlegging av bevegelse og navigasjonsstrategier for autonome undervannskjøretøy. Basert på funnene i litteratursøket har det blitt utviklet komponenter for løypeplanlegging, retningsveiledning og hastighetsveiledning for notvaskoperasjoner på en sylindrisk oppdrettsnot. Løpeplanleggingen inkluderer design av løyper som dekker hele nota og en løype generator som finner korteste vei mellom to posisjoner på nota. retningsveilederern inkluderer en "look-ahead basert line of sight" veileder for å finne korrekt retningsreferanse for løypefølgingen. Hastighetsveilederen inkluderer et et konsept for oppgaveprioritet som finner ønsket hastighetsreferanse ut fra mendge begroing og rekkevidden til kjøretøyet. De utviklede komponentene for planlegging av bevegelse og navigasjon er implementert i Matlab, og gjennom en interaksjon med simuleringsmiljøet FhSim har et autonomt notvask system blitt designet. Dette inkluderer et simuleringsmiljø bestående av modeller for simulering av dynamikken til en oppdrettsmerd og kjøretøy designet for notvasking som beveger seg på overflaten av nota. De implementerte komponentene, sammen med et simulerings miljø og et kontrollsystem for kjøretøyet resulterte sammen til et autonomt system for planlegging av bevegelse, navigasjon og løypefølging for notvaskoperasjoner. Egenskapene til systemets løypefølging demonstrerte stor nøyaktighet og kunne garantere at hele nota ble dekket av kjøretøyet, og kjøretøyets hastighet tilpasset seg mengden av begroing og kjøretøyets rekkevidde. Simuleringen ble initialisert med kjøretøyet plassert på dokkingstasjonen som var plassert fem meter under overflaten, og kjøretøyet klarte å returnere til dokkingstasjonen etter å ha dekket hele nota. Når rekkevidden til kjøretøyet nærmet seg distansen tilbake til dokkingstasjonen, avbrøt kjøretøyet notvaskoperasjonen for å returnere til dokkingstasjonen for lading. Etter lading returnerte kjøretøyet til posisjonen forrige operasjon var avbrutt for så å fullføre notvaskoperasjonen. Systemet demonstrerer kontinuerlig og autonom notvasking uten behov for personell tilstede.
dc.description.abstractMotivated by the challenges in the aquaculture industry due to aggregation of biofouling, this thesis looks at solutions within robotics for biofouling management. By finding new solutions for preventing the occlusion of biofouling on the nets will have a positive impact on the welfare of the fish and remove the need for personnel present during net cleaning operations. A literature study has been conducted on the challenges of biofouling within the aquaculture industry, underwater vehicle concepts, existing solutions for net cleaning vehicles, motion planning, and navigation strategies for autonomous underwater vehicles. Based on the findings of this study, methods for path planning, heading guidance, and velocity guidance have been developed for net cleaning operations on a cylindrical net pen. Path planning includes the design of coverage paths and a path generator finding the shortest path between any two positions on the net. The heading guidance includes a look-ahead based line of sight guidance to find the correct reference heading for path following. The velocity guidance includes a task priority concept that determines the reference velocity based on the amounts of biofouling and vehicle range. The developed motion planning and navigation components are implemented in Matlab, and through an interaction with the simulation environment FhSim, an autonomous net cleaning system is designed. This includes a simulation environment containing models for simulating the dynamics of a net cage and a net cleaning vehicle that crawls along the net. The implemented components, together with a simulation environment and a vehicle control system resulted in an autonomous system for motion planning, navigation, and path following for net cleaning operations. The path following abilities demonstrated high accuracy and ensured complete coverage of the net, and the velocity was able to adapt to the biofouling levels and vehicle range. The simulation was initialized with the vehicle placed on a virtual docking station five meters below the surface, and the vehicle was able to return to the docking station after completed the coverage path. When the range of the vehicle was close to the distance back to the docking station, the system was able to abort the cleaning operation to return to the docking station for recharging batteries, and then return to the position the operation was aborted to complete the operation. The system demonstrated continuous and autonomous net cleaning without the need for the presence of personnel.
dc.language
dc.publisherNTNU
dc.titleControl Strategies for Autonomous Net Cleaning Operations using Underwater Robotic System
dc.typeMaster thesis


Tilhørende fil(er)

FilerStørrelseFormatVis

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel