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水下机器人的贤“内助”

2021-03-25 10:43 性质:转载 作者:微磁传感 来源:微磁传感
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随着工业的发展,人类对能源的需求日益增长。然而陆地资源越来越匮乏,人类迫切需要开发海洋资源。因此,研发水下机器人应用于海洋考察工作十分重要。与此同时,...

随着工业的发展,人类对能源的需求日益增长。然而陆地资源越来越匮乏,人类迫切需要开发海洋资源。因此,研发水下机器人应用于海洋考察工作十分重要。与此同时,海底管道等设施建设必不可少。人们普遍利用水下机器人考察海洋资源以及维护海底管道设施。在此过程中,传感器是水下机器人考察和维护工作的重要支撑。

外国水下机器人研发历史和现状

20世纪五十年代,世界上开始研制水下机器人,最初主要应用在水文学术调查、海上石油勘探调查、天然气开发等。

20世纪八十年代末,水下机器人逐渐向智能化方向发展,可以利用传感器进行导航定位、绘制路线、传输信息等。

21世纪初期,发达国家的水下机器人技术取得了较大进步。

2005年,英国科学家利用AUV搭载传感器对南极芬布尔冰架进行了首次冰架下探测,在2009年利用AUV探索了南极松岛冰川地区,得到了冰架下海底高分辨率地形资料和冰架底部精细结构。

2018年,日本岛津制作展出了正在开发的水下磁探测安全系统MAGNETICEYES。该系统采用被动感应方式,检测对象物所产生的磁场。与采用超声波感应方式相比,由于只对铁、镍等容易磁化的金属有反应,因此不检测海豚等海洋生物,检测错误较少。

美国特拉华大学的海洋机器人Remus 600大约9英尺长,此水下自主潜航器可以行进至600米深,并带有用于检测海洋生物的传感器。

我国水下机器人研发历史和现状

20世纪八十年代,我国开始研发智能水下机器人。通过持续不懈的努力,研制出了遥控式智能水下机器人试验机“海洋一号”,这具有里程碑意义。为了攻克智能决策和控制方面的难题,哈尔滨工程大学研制出了“智水”系列水下机器人,相应的导航定位、环境感知等技术也随之发展提高。

21世纪以来,我国先后打破自身潜海纪录:2012年研发“蛟龙号”,达到深潜7062米记录;2019年,“雪龙”船在南极罗斯海投放了一枚外观形如鱼雷的科学仪器;2020年,“奋斗者”号载人潜水器创造了我国载人潜水器下潜深度最新记录,在世界最深马里亚纳海沟成功坐底,下潜深度达到10909米。“奋斗者”号具备了全海深进入、探测和作业能力,正式转入试验性应用阶段,其中,传感器起到十分重要的作用。

水下机器人搭载国创智能微磁基础传感器探测资源和管道探伤

海洋资源丰富,同时海底环境恶劣复杂,利用有人潜航器探测资源,往往会出现不可预测的危险。随着科技进步和人工智能的迅猛发展,大多数国家都推行无人水下机器人搭载传感器探测资源,并进行海底设施维护。

利用水下机器人搭载国创智能高精度三轴微磁基础传感器可以实时在线探测海洋的矿产、石油等资源,为后续的开采利用提供重要的原始数据。其基于巨磁阻抗效应,即磁异常目标含有铁磁性特征(如铁、钴、镍等)材料或电流等,磁场强度大小与目标距离立方呈反比关系。利用国创智能高精度三轴微磁基础传感器探测铁磁性目标引起的磁异常信息,根据相应的模型算法,可以判断该铁磁性目标的相关特征信息。

同时利用金属磁记忆效应的水下机器人磁探测系统,可以全天候、实时在线对水下管道等进行无损探伤,发现伤痕、裂缝等缺陷即刻发出警报,还可精确定位,并报告给控制终端,以供决策。

而且为了给水下机器人定位并帮助其返航,可以由水面载体发出定频磁信号,再由水下机器人搭载的国创智能高精度三轴微磁基础传感器接收该信号,然后利用识别定位算法引导水下机器人自身实现自动返航。

水下机器人及相关技术研发对于海洋资源探测和利用意义重大,可以促进海洋事业进步和经济发展。国创智能致力于高分辨率微磁基础传感器研发生产,研发成果应用于水下机器人磁探事业,将助力国家海洋事业进步和国民经济发展。

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