Motion Control of an Autonomous Underwater Vehicle for Maritime Surveillance

Gli eventi geopolitici recenti in Europa hanno accresciuto la necessità di concentrarsi sulla sicurezza delle infrastrutture critiche, quali quelle energetiche, delle comunicazioni e dei trasporti. Una parte significativa di tali infrastrutture si trova in ambienti marini, come i porti che facilitano il trasporto delle merci, gli impianti energetici offshore e i cavi sottomarini. I Veicoli Subacquei Autonomi (AUV) rappresentano una minaccia per le infrastrutture critiche marittime, poiché possono avvicinarsi a tali risorse senza essere rilevati, causando potenzialmente danni significativi. In risposta a ciò, cresce l’interesse nello sviluppo di Droni di Intercettazione Subacquea Autonomi (AUID), capaci di intercettare e seguire un AUV intruso in ambienti marini complessi. Questa tesi esplora i passaggi fondamentali per la progettazione e lo sviluppo del sistema di controllo del movimento per un Drone di Intercettazione Subacquea Autonomo (AUID), affrontando sia la pianificazione del movimento che del controllo. L’ambiente di simulazione è definito come un parco eolico sottomarino, in cui gli ostacoli sono statici e predefiniti. Pertanto, durante la pianificazione del movimento viene impiegato un algoritmo di evitamento degli ostacoli per navigare tra quelli noti. Per la fase di controllo del movimento, una tecnica basata sulle Control Barrier Functions (CBFs) viene integrata con un controllore nominale per mitigare gli effetti di potenziali disturbi, come ad esempio le correnti marine, garantendo un tracciamento preciso della traiettoria in scenari incerti. Vengono presentati risultati numerici che offrono una valutazione complessiva delle prestazioni e del comportamento del controllore e che mostrano notevoli potenzialità per una successiva fase sperimentale. La proposta delineata in questo progetto può costituire un fondamentale punto di partenza per una rilevazione e intercettazione efficace degli intrusi, fornendo la base per la pianificazione e il tracciamento robusto in questa categoria di dispositivi.