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

AmphibiAR 研究计划：开发用于海洋基础设施监视的移动 LiDAR-SONAR 系统

• 批准号: 566725-2021
• 负责人: Larouche, Christian
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Université Laval
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Alliance Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=722867
• 关键词: AmphibiAR; research; program; Development; mobile

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.

Amphibiar研究计划研究集成激光雷达和声纳系统用于港口基础设施监视和监测的潜力。Amphibi指的是能够在陆地和水环境中生活的两栖动物物种，而AR指的是激光雷达和声纳传感器常见的最后两个字母，这两个字母都用于获取3D点云数据。激光雷达使用光，声纳使用声波来测量传感器和目标之间的距离。将激光雷达、声纳和船只上的导航传感器集成在一起，形成了一种人造两栖动物，可以看到水面以下和水面上方。该系统将取代由专业潜水员进行港口基础设施检查的传统和高风险方法。我们提出的方法是快速、经济、重复性好的。在本提案中，我们介绍了确保我们的系统将提供高质量和准确数据的程序，特别是在全球导航卫星系统被拒绝的环境中。该研究计划旨在实现水文测量船的(半)实时和自动化作业，最终将应用于自动水面车辆(AUV)，以提高在这类平台上获取的数据的质量和导航自主性。University Laval与CIDCO(航道测绘的非营利组织)和WSP(航道测量服务提供商)合作，致力于魁北克和加拿大港口设施和大坝的检查领域，旨在开发用于港口基础设施检查的新型高质量、自主和(半)实时系统。这项研究计划的结果将彻底改变加拿大港口基础设施的监测程序，并将促进港口当局对其维护业务的决策程序。#(Cr)#(Lf)de recherche Amphibiarétudie le Potel d‘un Système LiDAR et Sonar INTERGREGREP la SNOVICATION et le CONTRONTAL DES基础设施门户。两栖动物两栖动物的生存和生存由L和其他两栖动物共同完成，其中包括激光雷达和声纳、S和L的采集品3D。激光雷达利用声纳和声纳来测量声纳的声纳频率和声纳频率。L的激光雷达、声纳和船长航海一体化形成了两栖人工航海和L的水面。这是一个传统的系统，也是基础设施的基础设施。La Méthode que nous Proposons est Rapide，Rentable et Répétitive。这一命题，nous preésenons des procédures qui garantisse que notre système ournira des données de données de Highant Qualityéet Précise，en n opourvus de GNSS.水文学、航海和表面自动化(AUV)技术的应用以及更多的质量保证和自主导航。L大学、中国国际水文学联合会(水文部)和世界水文部(水文部)的合作，隐含着S和L的视察，以及加拿大魁北克省、高级水文局和L对基础设施建设的视察。监督和基础设施、港口和设施以及程序和设备的研究和解决方案S的港口人员为维护工作提供了便利。