⑵Sail Drone公司推出的风帆动力无人船:通过将原生海洋能作为直接动力实现超长航时,执行中、大尺度物理海洋观测任务。
图4 Sail Drone风帆动力无人船
图5 Sail Drone风帆动力无人船在冰岛附近海域进行水文观测
⑶法国ECA公司开发了“Inspector Mk”系列USV可执行浅水/极浅水测量和检查、濒海/沿海水文测量工作、海港/海上设备监测和保护、目标探测和分类等典型任务。
图6 ECA公司“Inspector Mk”系列无人船搭载相干声呐条带测深系统、侧扫声呐和水下机器人用于扫猎雷
⑷哈尔滨工程大学在科技部“863项目”支持下开发了“天行一号”无人船。复合动力推进,航速超过50节。具备自主完成地形地貌测绘、水文气象信息采集能力。
图7 哈尔滨工程大学“天行一号”无人船
⑸中国第34次南极科考航次使用珠海云洲智能科技有限公司设计、制造的M80海底探测无人船对罗斯海难言岛周边进行全覆盖水深地形测量,为新站建设时雪龙号锚地选址提供依据。
图8 珠海云洲公司M80海底探测无人船搭载多波束条带测深系统进行水下地形测量
五、无人船技术发展趋势展望
目前无人船绝大多数采用了基于载人船配置方式的常规设计,其作业方式、使用方式也极大程度上参考了常规海洋调测船的施工惯例和模式,无人船系统的操作性、稳定性很大程度上取决于船体性能、通信能力和自主控制精度,无人船还无法形成独立、完整的作业能力,因此现阶段无人船的运用是作为传统技术手段的复制和补充。
未来随着材料技术、传感器技术、智能控制技术以及相关法规的发展,无人船将逐步脱离传统船舶的设计思路,设计开发将从“以船为核心”转化为“以任务目的为核心”,无人船将从一种智能化水面搭载平台转变为针对某任务目的的作业系统,对人工干预的依赖性逐步降低,从控制端指令驱动的系统逐步发展成事件驱动型分散式系统,初步具备独立、完整的作业能力,可替代部分传统调查手段和方法,同时随着各种针对无人平台特点研发的新型任务载荷将大幅度提升无人船作业能力,催生出更多的基于无人船应用的系统解决方案。
目前初见端倪的两类发展方向是新式特型平台和多智能体异构集群协同能力的扩展。新式特型平台突出单体针对特殊任务或极端环境的适应能力,如具备多模机动能力的可潜无人船,i7 Engineering公司研发的SUBMARAN风帆可潜无人船,该产品带有一面可收折的刚性帆,在水面航行时通过刚性帆调节攻角进行航行,在暴风浪环境下可潜入水下驻留或利用电能航行,该类可潜无人船预计在极端气象过程观测、水下侦听等特定领域会有较大的发展;另一类发展方向是多智能体异构集群协同能力,其对跨介质通信能力、运动控制算法等的依赖度较高,虽然目前已有部分机构取得了突破性进展,如Ocean Infinite公司的USV和AUV的跨域组网,云洲公司的多船协同等,但针对更广阔的海洋调测、防务应用层面,技术水平仍有待提升。
随着未来无人船相关领域的发展,其技术成熟度会逐渐加深,应用范围逐渐扩展,尤其是在深远海调查、工程领域,无人船将逐步取代部分常态化观测、监测、支持技术,转化为海洋调测、海洋工程的一种常规手段,同时系统具备完全独立、完整的作业能力,传统海洋作业模式将发生翻天覆地的变化。
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