An approach to positioning an underwater autonomous vehicle to receive wireless electrical energy from the charging station of an above-water vehicle

При функционировании необитаемых автономных подводных аппаратов существует проблема пополнения их энергетических ресурсов на определенных этапах работы или после выполнения миссии. Использование проводного питания ограничивает область работы подводного аппарата длиной провода. Применение контактного метода передачи энергии в водной среде является недопустимым. Для решения данной проблемы возможно использовать беспроводные системы передачи энергии (БСПЭ), в которых приемная и передающая части могут быть выполнены в полностью герметичных корпусах, что позволяет использовать их в водной среде. Однако коэффициент полезного действия таких устройств сильно зависит от точности позиционирования приемной и передающей частей. В водной среде позиционирование автономных аппаратов усложняется отсутствием возможности использования ряда сенсорных устройств, которые применяются в воздушной среде для позиционирования и стыковки наземных и воздушных автономных беспилотных средств. Таким образом актуальным является разработка подхода, который включает: вывод на определенные позиции в пространстве подводного и надводного аппаратов с целью дальнейшей передачи энергии между ними, планирование ключевых точек маршрута подводного аппарата для сближения в область позиционирования для передачи энергии , осуществление динамического позиционирования в рабочей области БСПЭ на основании данных сенсорной системы и параметров передачи энергии для достижения максимальных показателей эффективности и передаваемой мощности.

1. Approaches to the energy supply of an autonomous uninhabited underwater vehicle (ANPA) have been developed, which are used for maintenance on an underwater docking station and a surface vessel.
2. Algorithms have been developed for preliminary assessment of the position and movement of surface and underwater vehicles.
3. An algorithm for determining the exact position of a surface vehicle and a wireless energy transmission system (BSPE) has been developed.
4. Hardware and software have been developed that implements the process of exchanging energy resources for surface and underwater vehicles.
5. A method has been developed to assess the quality of the positioning of the device relative to the BSPE.
6. A methodology for calculating the efficiency of wireless energy transmission has been created.
7. Hardware solutions of the BSPE module are implemented in the distributed control system of the device.
8. Algorithms and software tools have been developed for the functioning of BSPE modules as part of a distributed control system for the device.

As a result of the work, an integrated approach to wireless energy transmission has been developed for surface and underwater vehicles.