近年來(lái)，以無(wú)人艇船為代表的智能船舶還在環(huán)境監(jiān)測(cè)、區(qū)域巡航等領(lǐng)域頻頻“拋頭露面”，相關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究成果也是層出不窮。本文將介紹無(wú)人艇用光電系統(tǒng)解決方案在海洋調(diào)查、海洋測(cè)繪、勘測(cè)和安防等海上作業(yè)既危險(xiǎn)又有不確定性領(lǐng)域的運(yùn)用。
方案背景分析
今年2月，美國(guó)、挪威、丹麥等9個(gè)IMO成員國(guó)向海上安全委員會(huì)提交了在無(wú)人船領(lǐng)域確定立法范圍的方案。此外，美國(guó)、英國(guó)等國(guó)已啟動(dòng)無(wú)人船的國(guó)內(nèi)立法程序。
在國(guó)內(nèi)，我國(guó)正在全面推進(jìn)的“互聯(lián)網(wǎng)+”“中國(guó)制造2025”“智慧交通”等戰(zhàn)略規(guī)劃明確提出了“提高船舶智能化水平，培育智能船舶等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，提升水上交通運(yùn)輸數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平”的發(fā)展方向和工作要求。
戰(zhàn)略路徑清晰，我國(guó)船舶工業(yè)屆推進(jìn)船舶數(shù)字化、智能化步伐正加速……
下面是無(wú)人艇用光電系統(tǒng)解決方案的解說(shuō)。
方案需求分析
在技術(shù)上無(wú)人艇相對(duì)于無(wú)人機(jī)的技術(shù)難度更大：
海況比空中更復(fù)雜。空中主要考慮空氣動(dòng)力學(xué)，而無(wú)人船面對(duì)的則是水，流體不僅要面對(duì)推力，更要面對(duì)各種涌動(dòng)。因此，流體的建模非常復(fù)雜，而且現(xiàn)在一直做的都不是特別好，這是目前行業(yè)性的難題。
海上的障礙物更多。無(wú)人機(jī)空中飛行的障礙物是相對(duì)較少的，而水面行駛則要面臨包括島礁以及其他船只等各種障礙物。
無(wú)人機(jī)一般風(fēng)過(guò)大時(shí)便不能起降了，但無(wú)人船則要求承受更大的風(fēng)浪，無(wú)人船除了生命保障系統(tǒng)外，其他系統(tǒng)跟有人船的要求都是一樣的。這些都意味著無(wú)人船的避障相比無(wú)人機(jī)會(huì)難更多。
“船在海上的姿態(tài)會(huì)有 3 個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，俯仰、偏航和滾動(dòng)。所以，控制系統(tǒng)是無(wú)人船的核心也是難點(diǎn)。”張海波表示。
據(jù)了解，控制的基本過(guò)程主要有三步，首先是輸入，通過(guò)各種傳感器找到無(wú)人船的狀態(tài)，并比較這個(gè)狀態(tài)跟理論狀態(tài)有沒(méi)有偏差，然后通過(guò)設(shè)定的控制規(guī)律修正這個(gè)偏差，之后再測(cè)量輸入，循環(huán)往復(fù)。張海波介紹其中便涉及到 3 個(gè)技術(shù)難點(diǎn)：
