Development of autonomous navigation systems for maritime applications
Storbacka, Mathias (2021)
Storbacka, Mathias
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021092046683
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021092046683
Tiivistelmä
The interest in autonomous technology for transportation has grown significantly in the last decade and is slowly reaching the maritime industry as well. There are numerous potential benefits in using self-driving vehicles for maritime applications, both regarding performance and economy, as well as safety. Autonomous systems for maritime vehicles are still in an early phase of development and commercially available solutions are yet to come. This thesis discusses autonomous navigation systems for maritime applications, with focus on waypoint tracking and autopilot design.
The Department of Computer Science at Åbo Akademi University has started a project for developing an autonomous boat, ÅBOAT, which the autopilot system described in this thesis is specifically designed for. Specific emphasis is placed on researching and developing smooth path generation for waypoint tracking autopilot systems and three different smoothing interpolation methods are compared. Other elementary functions of autopilot systems and their waypoint tracking algorithms are also discussed and developed. -----------
Under det senaste decenniet har intresset för autonom teknik inom transportindustrin ökat markant. Omfattande forskning och utveckling av självgående apparater bedrivs inom många branscher, men speciellt synligt är fenomenet inom bilbranschen. Möjligheterna till autonom teknik utforskas även i den maritima industrin och det finns många eventuella fördelar med autonom sjöfart.
Syftet med detta diplomarbete är att studera autonoma maritima navigationssystem och utveckla programvara för ÅBOAT-projektet vid Institutionen för informationsteknologi vid Åbo Akademi. Autonoma maritima navigationssystem diskuteras som en helhet och de mest centrala funktionerna beskrivs på en allmän nivå. Det primära målet med arbetet är att utveckla ett autopilotsystem som möjliggör navigering längs en rutt som är definierad i delmål beskrivna med koordinater (eng. waypoints). Autopilotsystemets huvudsakliga funktioner är att anpassa lämpliga och väldefinierade banor till de givna delmålen och att på basen av positioneringsdata och kartor tillhandahålla ett motorreglersystem med börvärden för kurs och hastighet för att manövrera farkosten längs en rutt via de givna delmålen. Utvecklingen av motorernas reglersystem och positioneringssystemet för ÅBOAT-plattformen diskuteras i detalj, eftersom autopilotsystemet är beroende av deras funktioner.
The Department of Computer Science at Åbo Akademi University has started a project for developing an autonomous boat, ÅBOAT, which the autopilot system described in this thesis is specifically designed for. Specific emphasis is placed on researching and developing smooth path generation for waypoint tracking autopilot systems and three different smoothing interpolation methods are compared. Other elementary functions of autopilot systems and their waypoint tracking algorithms are also discussed and developed.
Under det senaste decenniet har intresset för autonom teknik inom transportindustrin ökat markant. Omfattande forskning och utveckling av självgående apparater bedrivs inom många branscher, men speciellt synligt är fenomenet inom bilbranschen. Möjligheterna till autonom teknik utforskas även i den maritima industrin och det finns många eventuella fördelar med autonom sjöfart.
Syftet med detta diplomarbete är att studera autonoma maritima navigationssystem och utveckla programvara för ÅBOAT-projektet vid Institutionen för informationsteknologi vid Åbo Akademi. Autonoma maritima navigationssystem diskuteras som en helhet och de mest centrala funktionerna beskrivs på en allmän nivå. Det primära målet med arbetet är att utveckla ett autopilotsystem som möjliggör navigering längs en rutt som är definierad i delmål beskrivna med koordinater (eng. waypoints). Autopilotsystemets huvudsakliga funktioner är att anpassa lämpliga och väldefinierade banor till de givna delmålen och att på basen av positioneringsdata och kartor tillhandahålla ett motorreglersystem med börvärden för kurs och hastighet för att manövrera farkosten längs en rutt via de givna delmålen. Utvecklingen av motorernas reglersystem och positioneringssystemet för ÅBOAT-plattformen diskuteras i detalj, eftersom autopilotsystemet är beroende av deras funktioner.
Kokoelmat
- 222 Muu tekniikka [50]