? ? ? ?作為水上最典型的無(wú)人智能平臺(tái)系統(tǒng)，近年來(lái)，無(wú)人船備受世界重視。而隨著“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略的提出，我國(guó)無(wú)人船研發(fā)也邁入了新的階段，無(wú)人船應(yīng)用漸成趨勢(shì)。

無(wú)人船在國(guó)內(nèi)應(yīng)用漸廣

?

　　無(wú)人船技術(shù)：智能控制與多傳感器集成

　　無(wú)人船的關(guān)鍵技術(shù)在于感知、導(dǎo)航和控制這三個(gè)方向。感知技術(shù)為無(wú)人船提供了眼睛和耳朵；導(dǎo)航技術(shù)用來(lái)接近或規(guī)避某些目標(biāo)，相當(dāng)于航跡規(guī)劃或者是綜合避障；控制技術(shù)就是無(wú)人船的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行航線、航向的控制。

　　其中，智能控制系統(tǒng)的性能，直接影響著無(wú)人船航行的操縱性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。該系統(tǒng)總結(jié)了人的操舵規(guī)律，在測(cè)量中，自動(dòng)控制無(wú)人船的航速與航向，使無(wú)人船精準(zhǔn)沿預(yù)定測(cè)線運(yùn)行，可克服各種干擾，使無(wú)人船自動(dòng)、穩(wěn)定地運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)無(wú)人船自動(dòng)作業(yè)和自動(dòng)回歸的核心技術(shù)。

　　依靠智能控制技術(shù)，無(wú)人船能借助螺旋槳的推力和舵機(jī)來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)航速和航向，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)按照預(yù)先設(shè)定的航線進(jìn)行精準(zhǔn)的走線、換線及回歸等功能。

　　除了智能控制，無(wú)人船的關(guān)鍵技術(shù)還有多傳感器集成與數(shù)據(jù)融合、遠(yuǎn)距離無(wú)線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通訊與實(shí)時(shí)多?？刂萍夹g(shù)。

　　例如，在多傳感器集成方面，無(wú)人船通常會(huì)設(shè)計(jì)有一個(gè)可兼容多傳感器的船載控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可根據(jù)用戶需求靈活的搭載GNSS接收機(jī)、測(cè)深儀、ADCP（聲學(xué)多普勒流速剖面儀）、電子羅盤、水質(zhì)采樣和在線監(jiān)測(cè)儀等多種傳感器設(shè)備。

?

在測(cè)繪、水文、環(huán)保領(lǐng)域，無(wú)人船可提供多項(xiàng)應(yīng)用服務(wù)

?

　　無(wú)人船市場(chǎng)：主要用途與應(yīng)用領(lǐng)域

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，無(wú)人船按用途可分為軍用、民用兩類。軍事上，二戰(zhàn)時(shí)可用來(lái)掃雷、反恐、反潛、海上情報(bào)偵查等。民用上，則主要是用于測(cè)繪、水文、環(huán)保。目前，在國(guó)內(nèi)民用無(wú)人船市場(chǎng)，市面上已開(kāi)發(fā)出測(cè)繪型、水文型和水資源型三大系列無(wú)人船。

　　早在上世紀(jì)60年代，遠(yuǎn)程控制的無(wú)人艇船隊(duì)就廣泛用于軍事領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著自動(dòng)控制、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，與船舶有關(guān)的環(huán)境感知技術(shù)、通信導(dǎo)航技術(shù)等也得到廣泛的應(yīng)用，為無(wú)人船開(kāi)發(fā)提供了廣闊的技術(shù)可行性。

　　如今，無(wú)人船以無(wú)人化、集成化、自動(dòng)化與智能化的信息獲取方式，一方面為相關(guān)職能部門提供水下地形地貌測(cè)量、大壩安全監(jiān)測(cè)等多項(xiàng)應(yīng)用服務(wù)功能。另一方面，可為相關(guān)部門科學(xué)決策提供詳盡、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料。

　　眼下，國(guó)內(nèi)無(wú)人船的主要用途與應(yīng)用領(lǐng)域包括：高精度水下地形測(cè)繪、大壩堤防安全檢測(cè)、水文信息自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害應(yīng)急服務(wù)。

　　從用途舉例的話，無(wú)人船可實(shí)現(xiàn)水質(zhì)在線分布的測(cè)繪，通過(guò)這些數(shù)據(jù)比較和分析，可看出污染擴(kuò)散的情況，并把污染源追蹤出來(lái)，配合探測(cè)設(shè)備，找出水底的“暗管”，最終查出污染企業(yè)。

　　而從應(yīng)用領(lǐng)域舉例的話，在傳統(tǒng)水文測(cè)量和水環(huán)境監(jiān)測(cè)中，多是依靠燃油船進(jìn)行，船體較大，復(fù)雜水域有些不能前往。有些河道較窄水流較急，人也到不了，作業(yè)起來(lái)比較危險(xiǎn)。無(wú)人船就能大顯身手了。傳統(tǒng)方式是在較污濁的水里取一點(diǎn)水樣，拿回實(shí)驗(yàn)室分析。這種取樣必須是人能去到的地方，不一定具備代表性。而無(wú)人智能船是選擇幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，在走航的過(guò)程中取回整條河的參數(shù)，是一個(gè)實(shí)時(shí)的過(guò)程。

?

無(wú)人船測(cè)繪

?

　　無(wú)人船測(cè)繪：應(yīng)用方式與我國(guó)的優(yōu)勢(shì)

　　在我國(guó)，無(wú)人船最重要的應(yīng)用是在測(cè)繪領(lǐng)域。這個(gè)應(yīng)用其實(shí)很早之前就有，大概十年之前，東海航海保障中心就曾利用遙控艇綁著測(cè)量水深的設(shè)備去危險(xiǎn)水域探測(cè)，可以說(shuō)是無(wú)人船測(cè)繪的開(kāi)端。經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展，無(wú)人船測(cè)繪行業(yè)已十分成熟。

　　無(wú)人船測(cè)繪有三種應(yīng)用方式：第一，可遠(yuǎn)程控制測(cè)繪，比如現(xiàn)在坐在房間里就可用控制臺(tái)加電臺(tái)的方式來(lái)控制它，有點(diǎn)像遙控船；第二，可定向測(cè)繪，即無(wú)人船沿著在地圖上軌跡點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)；第三，可自主測(cè)繪，即操作者在地圖上劃定區(qū)域，無(wú)人船可自主選擇最佳測(cè)繪方式，還可自主避障。

　　另外，不得不提的是，目前國(guó)內(nèi)無(wú)人船測(cè)繪，有一個(gè)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。那就是，世界上80%的定線制航道在中國(guó)，而只有定線制航道，才有反復(fù)測(cè)繪的必要。

對(duì)于無(wú)人船產(chǎn)業(yè)的未來(lái)應(yīng)充滿信心

　　無(wú)人船產(chǎn)業(yè)：我國(guó)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)

　　而對(duì)于無(wú)人船產(chǎn)業(yè)的未來(lái)，業(yè)界人士也應(yīng)該充滿信心。這是因?yàn)?，目前我?guó)在無(wú)人船所需的關(guān)鍵技術(shù)方面的研究，已非常深入。

　　例如，在無(wú)人船智能控制理論和技術(shù)方面，盡管我國(guó)的發(fā)展的歷史不長(zhǎng)，在智能控制理論應(yīng)用方面也才剛剛開(kāi)始。但是，我國(guó)自控界在智能控制理論研究方面的成果已達(dá)國(guó)際水平。如上海交通大學(xué)的人機(jī)協(xié)同、華中科技大學(xué)的集群控制及中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司等，都在無(wú)人船方面提出了很多關(guān)鍵方法和策略，如中船重工704所就研制了能在橫搖過(guò)程中，保持探頭穩(wěn)定性的穩(wěn)定平臺(tái)，大大提高了監(jiān)測(cè)精度。

　　另外，目前我們國(guó)家有世界上最大的海上智能船測(cè)試場(chǎng)，也有最大的示范縣，如珠海的萬(wàn)山和青島的即墨。我國(guó)在無(wú)人船的一些技術(shù)方面，比如全船數(shù)字孿生、航行數(shù)字孿生、視覺(jué)增強(qiáng)、全船智能測(cè)試系統(tǒng)、全船測(cè)試場(chǎng)等，都是世界領(lǐng)先。這些優(yōu)勢(shì)一旦用好了，我國(guó)一定會(huì)世界上最大的無(wú)人船領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)集群。