1月20日,由廣東省智能機器人研究院(以下簡稱“廣智院”)全自主研發(fā)的無人艇HUSTER-68在松山湖舉辦首航儀式。中國工程院朱英富院士、中國機械工程學(xué)會理事長李培根院士等6位院士,我校黨委書記邵新宇,哈工大、西安交大、上海大學(xué)等專家學(xué)者,廣東省科技廳、東莞市科技局以及我校相關(guān)職能部門、院系、廣東工研院專家等近百位嘉賓共同見證這一重要時刻。
HUSTER-12S型無人艇配置了差分GPS、慣導(dǎo)、水質(zhì)監(jiān)測儀、攝像頭等傳感器,具有避障、軌跡規(guī)劃等功能,可完成水質(zhì)監(jiān)測、巡邏等任務(wù)。監(jiān)測基站放置在湖岸,用來實時監(jiān)視每艘無人艇的自身狀態(tài)和感知狀態(tài),實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)測水質(zhì)狀態(tài)和水面環(huán)境。在國內(nèi)目前無人艇技術(shù)還處于初級階段,多無人艇技術(shù)處于理論探索階段。工研院克服了 “顛簸大”、“通訊弱”、“易掉隊”等問題,實現(xiàn)了多無人艇的協(xié)同編隊。該艇的動力系統(tǒng)采用的是廣東歷鼎龍動力科技有限公司開發(fā)的無刷噴水推進系統(tǒng),該系統(tǒng)具有功率大,長續(xù)航、IP67級防水。
當(dāng)環(huán)境改變時,編隊構(gòu)型可自動切換到適應(yīng)環(huán)境的形狀。比如通過狹小空間環(huán)境時,湖中的無人艇由十字型編隊自動切換成了一字編隊。在巡邏過程中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑水域時,多艘無人艇迅速切換成圓形編隊,對目標(biāo)進行圓形圍捕。圍捕任務(wù)完成后無人艇自動返回預(yù)先指定區(qū)域。
為什么要研發(fā)無人艇?
簡單說,無人艇可以替代人進行一些危險或者高難度工作,高效又安全的完成工作!比如在核輻射環(huán)境中進行環(huán)境監(jiān)測。或者人也能做,但重復(fù)、枯燥,人不愛做的工作:比如采水樣,水下地圖測繪等,這種工作由于持續(xù)時間長,倘若由人操作,長時間人為測量甚至?xí)斐蓽y量精度下降等問題。原本,無人艇領(lǐng)域并不是中國企業(yè)擅長的領(lǐng)域。而相對于無人機,無人艇的發(fā)展也是相對較晚的。在此之前,大型海洋無人艇的技術(shù)之前一直掌握在美國、以色列等少數(shù)幾個國家手中。
為什么這么難?
在技術(shù)上,無人艇相對于無人機的難度更大:海況比空中更復(fù)雜??罩兄饕紤]空氣動力學(xué),而無人艇面對的則是水,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。無人艇的避障比無人機會難。無人機一般風(fēng)過大時便不能起降了,但無人艇則要求承受更大的風(fēng)浪,無人艇除了生命保障系統(tǒng)外,其他系統(tǒng)跟有人艇的要求都是一樣的。
無人艇是一個軟硬結(jié)合的產(chǎn)品。一方面它要有成熟的航行算法和避障能力,讓艇只可以按照既定路線自主航行,躲避障礙。平臺還有遠(yuǎn)距離水面數(shù)據(jù)和實時視頻通訊的功能。通過軟件界面,可以在衛(wèi)星地圖上查看船只航行的路線、任務(wù)的狀態(tài)、監(jiān)測的參數(shù)。另一方面它又要有船體設(shè)計和制造能力。
通過此次展示,無人艇完成多項獨立或協(xié)同工作,以無人艇作為工作平臺,可以大大提高工作效率。無人艇作為多領(lǐng)域多學(xué)科的交叉點,能夠成功應(yīng)用所帶來的技術(shù)突破是多方面的,這對于提高我國海洋裝備制造水平,發(fā)展海洋經(jīng)濟具有重要的意義。