Remotely Operated Vehicle for a continental shelf research

This thesis is about the overall architecture and the main components of an observational class Remotely Operated Vehicle (ROV). The research has focused on modelling the ROV as a distributed network system, control protocols and data transfer. In addition, based on the theoretical research, a working ROV has been designed, built, tested and used in several research projects in the Black Sea region. This thesis fills the gap in the research in various areas. First, it introduces a concept of a ROV, based on the 7 layer OSI model. The model takes into account only the minimum required components - ROV control console (RCC), tether, thrusters and camera, but any other auxiliary equipment could be easily included. Second, a new protocol for minimising the control lag is introduced and a new method for the video stream transfer is implemented. The model is analysed for bandwidth and verified measuring the real network traffic in the built ROV. Third, a ROV system power supply is designed and created. It is analysed for stability and tested in the real operation. Fourth, the thruster system is created and optimised for the specific needs of the ROV. The thrusters are designed, built and tested for efficiency. Fifth, the camera-lights system is analysed for optimum colour temperature. The most suitable LEDs for ROV use are found. Finally the overall ROV behaviour, as observed in the field test, is analysed. The methodology and the results are presented in the rel Този дисертационен труд е относно цялостната архитектура и основните компоненти на система Подводен Апарат с Дистанционно Управление (ПАДУ). Изследването е фокусирано върху подсистемите за захранване, задвижване и комуникации. Изследван е също модел на ПАДУ като дистрибутирана информационна мрежа, с иновативен команден протокол. ПАДУ система е изработена на базата резултатите от теоретичното изследване и реално използвана в няколко проекта в акваторията на Черно Море. Този труд запълва празнина в няколко области ня изследванията. Първо, предложена е мрежова концепция на ПАДУ, базирана на 7 слойния OSI модел. Второ, иновативен протокол е създаден с цел минимизиране на закъснението в управлението и синхронизация между отделните компоненти. Моделът е изследван за изисквания към пропусквателна способност на мрежовите канали и проверен на практика с реално работеща ПАДУ система. Трето, създаден е модел на захранването на ПАДУ, което се оказва нетривиален проблем. То е изследвано за стабилност, изработено и тествано в лабораторен и реален проект. Четвърто, системата за задвижване е изследвана и оптимизирана за конкретните цели на ПАДУ. Тръстерите са моделирани, изработени и тествани за ефективност. Ефективността на отделните компоненти е измерена и записана. Поведението на цялата ПАДУ система е наблюдавана в реален експеримент и анализирана. Методологията на изследванията е дадена в съответните секции.