Inspección visual subacuática mediante robótica submarina

Abstract

[EN] This article presents an industrial application of underwater robotics for visual inspection of the seabed. The system consists of an underwater robot to acquire visual images at a very short distance (1-2 meters) from the surface to be inspected and an underwater localization system installed in a boat or in a mooring buoy. This system estimates the robot absolute position during the inspection in Earth coordinates using a USBL acoustic locator, an inertial navigation system (INS) and a GPS. Moreover, the robot has its own navigation system onboard, based on EKF, which uses a velocity sensor based on Doppler effect and an INS with a fiber optic gyroscope (FOG). The control architecture of the robot allows the inspection to be in teleoperation, semi-autonomous or autonomous mode. The robot can perform the inspection in 2D vertical or horizontal surfaces. Once the images and all navigation data have been acquired, an offline process is executed for data fusion, and the processing of the images ends up with a 2D georeferenced image mosaic from the inspected area. The paper details the developed technologies and describes a campaign in the Mequinenza reservoir to detect zebra mussel populations.

[ES] Este artículo presenta una aplicación industrial de robótica submarina que consiste en un sistema para realizar inspecciones visuales del fondo subacuático. El sistema consta de un robot submarino para adquirir imágenes visuales a poca distancia (1-2 metros) de la superficie a inspeccionar y un localizador submarino instalado en una embarcación o boya. Este localizador permite conocer la posición absoluta del robot durante la inspección y se basa en un sistema acústico de tipo USBL (Ultra Short Base Line), una unidad de navegación inercial (INS) y un GPS. Además, el robot tiene su propio sistema de navegación a bordo, basado en EKF, que utiliza un sensor de velocidad basado en efecto Doppler y una INS con un giroscopio de fibra óptica (FOG). La arquitectura de control del robot permite realizar la inspección de forma teleoperada, semi-autónoma o completamente autónoma. El robot puede realizar inspecciones de superficies 2D verticales y horizontales. Una vez adquiridas las imágenes y todos los datos de navegación y percepción, se realiza un proceso fuera de linea de fusión de los datos y procesado de las imágenes que concluye con la generación de un mosaico 2D georeferenciado de la superficie inspeccionada. El artículo detalla las tecnologías desarrolladas y describe una campaña realizada en el embalse de Mequinenza (Aragón) para detectar poblaciones de mejillón cebra.