近年來，以無人艇船為代表的智能船舶還在環(huán)境監(jiān)測、區(qū)域巡航等領(lǐng)域頻頻“拋頭露面”，相關(guān)的國內(nèi)外研究成果也是層出不窮。本文將介紹無人艇用光電系統(tǒng)解決方案在海洋調(diào)查、海洋測繪、勘測和安防等海上作業(yè)既危險又有不確定性領(lǐng)域的運用。
方案背景分析
今年2月，美國、挪威、丹麥等9個IMO成員國向海上安全委員會提交了在無人船領(lǐng)域確定立法范圍的方案。此外，美國、英國等國已啟動無人船的國內(nèi)立法程序。
在國內(nèi)，我國正在全面推進的“互聯(lián)網(wǎng)+”“中國制造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，我國船舶工業(yè)屆推進船舶數(shù)字化、智能化步伐正加速……
下面是無人艇用光電系統(tǒng)解決方案的解說。
方案需求分析
在技術(shù)上無人艇相對于無人機的技術(shù)難度更大：
海況比空中更復(fù)雜。空中主要考慮空氣動力學(xué)，而無人船面對的則是水，流體不僅要面對推力，更要面對各種涌動。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。無人機空中飛行的障礙物是相對較少的，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。
無人機一般風(fēng)過大時便不能起降了，但無人船則要求承受更大的風(fēng)浪，無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。這些都意味著無人船的避障相比無人機會難更多。
“船在海上的姿態(tài)會有 3 個自由度的運動，俯仰、偏航和滾動。所以，控制系統(tǒng)是無人船的核心也是難點。”張海波表示。
據(jù)了解，控制的基本過程主要有三步，首先是輸入，通過各種傳感器找到無人船的狀態(tài)，并比較這個狀態(tài)跟理論狀態(tài)有沒有偏差，然后通過設(shè)定的控制規(guī)律修正這個偏差，之后再測量輸入，循環(huán)往復(fù)。張海波介紹其中便涉及到 3 個技術(shù)難點：
