AmphibiAR research program : Development of a mobile LiDAR-SONAR system for marine infrastructure surveillance

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The AmphibiAR research program studies the potential of an integrated LiDAR and SONAR system for port infrastructure surveillance and monitoring. 'Amphibi' refers to amphibian species capable to live on both land and water environments and 'AR' refers to the common last two letters of LiDAR and SONAR sensors, both used for 3D point cloud data acquisition. LiDAR uses light and SONAR uses sound waves to measure the distance between the sensor and the target. The integration of LiDAR, SONAR to navigation sensors on a vessel forms an artificial amphibian that can see under and above the water surface. This system will replace the traditional and high-risk method for port infrastructure inspection by professional divers. Our proposed method is rapid, cost-effective and repetitive. In this proposal, we present procedures that make sure that our system will deliver high quality and accurate data, especially in the GNSS-denied environments. The research program, being directed towards (semi-)real time and automated operations with hydrographic vessels, will eventually be applied to an automated surface vehicle (AUV) to enhance the quality of the data acquired on this type of platforms and its navigation autonomy. Université Laval with collaboration of CIDCO (a NPO in hydrographic mapping) and WSP (a hydrographic service provider), all involved in the field of inspection of port facilities and dams, both in Quebec and in Canada, aim to develop the novel high quality, autonomous, and (semi-)real time system for port infrastructure inspection. The results of this research program will revolutionize the monitoring procedure in Canadian port infrastructure and will facilitate the decision-making procedures by the port authorities for their maintenance operations.#(cr)#(lf)Le programme de recherche AmphibiAR étudie le potentiel d'un système LiDAR et SONAR intégré pour la surveillance et le contrôle des infrastructures portuaires. Le terme "Amphibi" fait référence aux espèces d'amphibiens capables de vivre à la fois sur terre et dans l'eau et "AR" fait référence aux deux dernières lettres communes aux capteurs LiDAR et SONAR, tous deux utilisés pour l'acquisition de données en nuage de points 3D. Le LiDAR utilise la lumière et le SONAR les ondes sonores pour mesurer la distance entre le capteur et la cible. L'intégration du LiDAR, du SONAR et des capteurs de navigation sur un navire forme un amphibien artificiel qui peut voir sous et au-dessus de la surface de l'eau. Ce système remplacera la méthode traditionnelle et à haut risque d'inspection des infrastructures portuaires par des plongeurs professionnels. La méthode que nous proposons est rapide, rentable et répétitive. Dans cette proposition, nous présentons des procédures qui garantissent que notre système fournira des données de haute qualité et précises, en particulier dans les environnements dépourvus de GNSS. Le programme de recherche, orienté vers des opérations en (semi-)temps réel et automatisées avec des navires hydrographiques, sera éventuellement appliqué à un véhicule de surface automatisé (AUV) pour améliorer la qualité des données acquises sur ce type de plateformes et son autonomie de navigation. L'Université Laval, avec la collaboration de CIDCO (un OBNL en cartographie hydrographique) et de WSP (un fournisseur de services hydrographiques), tous impliqués dans le domaine de l'inspection des installations portuaires et des barrages, tant au Québec qu'au Canada, vise à développer un nouveau système de haute qualité, autonome et en temps (semi-)réel pour l'inspection des infrastructures portuaires. Les résultats de ce programme de recherche révolutionneront la procédure de surveillance des infrastructures portuaires canadiennes et faciliteront les procédures de prise de décision des autorités portuaires pour leurs opérations de maintenance.