一、無(wú)人船系統(tǒng)介紹

無(wú)人采樣船是一種通過(guò)遙控方式或者自主航行方式，借助精確衛(wèi)星定位和自身傳感即可按照預(yù)設(shè)任務(wù)在水面航行的全自動(dòng)水面機(jī)器人。它融合了船體設(shè)計(jì)、動(dòng)力與推進(jìn)系統(tǒng)、船控、通信、人工智能、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)軟硬件、軟件與算法、遠(yuǎn)程監(jiān)控、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等綜合技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)水上作業(yè)過(guò)程的“智能化”、“網(wǎng)絡(luò)化”與“無(wú)人化”。

無(wú)人采樣船的關(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)。

二、C12無(wú)人船性能特點(diǎn)

2.1優(yōu)異的船體設(shè)計(jì)

C12是一款1.2米長(zhǎng)的專(zhuān)為側(cè)掃聲吶、水質(zhì)采樣和在線水質(zhì)分析而設(shè)計(jì)的智能無(wú)人船，船體采用雙體船型設(shè)計(jì)，使用凱夫拉碳纖維混紡材質(zhì)，船體重心低、航行姿態(tài)平穩(wěn)、航速快；采用電動(dòng)液壓升降系統(tǒng)，大大減小設(shè)備安裝運(yùn)輸難度，有效保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行安全；采用本地化存儲(chǔ)加4G網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定記錄。

2.2涵道式推進(jìn)系統(tǒng)

采用2個(gè)涵道式推進(jìn)器，具有防水草、防纏繞垃圾、容易放置的優(yōu)異性。水下推進(jìn)器正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、加速和減速?gòu)亩鴮?shí)現(xiàn)船體的前進(jìn)、后退、停止、加速和減速。由于采用M型船體設(shè)計(jì)，兩個(gè)推進(jìn)器軸距更大，相對(duì)其他同等類(lèi)型的無(wú)人船，轉(zhuǎn)彎半徑更小、后退性能更強(qiáng)勁。驅(qū)動(dòng)裝置采用直流無(wú)刷電機(jī)，相對(duì)于有刷電機(jī)來(lái)說(shuō)，無(wú)刷電機(jī)壽命更長(zhǎng)。搭載的電機(jī)具有高扭矩、高轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)，既保持了船體動(dòng)力，又有效提高船速，最大可達(dá)6m/s。另外，C12整個(gè)推進(jìn)器的設(shè)計(jì)和船體齊平，這樣的設(shè)計(jì)方便船體放置、運(yùn)輸和投放。整個(gè)推進(jìn)器由前部的卡

扣與尾部的螺絲與船體固定在一起，在發(fā)生故障時(shí)，可方便拆卸，迅速更換。

2.3多通道數(shù)據(jù)通訊技術(shù)

①船體搭載全向通信電臺(tái)天線，無(wú)岸基設(shè)計(jì)，在確保通信穩(wěn)定的情況下可達(dá)到2km的有效作業(yè)距離。搭配平板使用，讓外業(yè)測(cè)量更方便。

②選用4G（5G網(wǎng)絡(luò)成熟后可使用）傳輸模式，采用4G模式，解決了岸基傳輸?shù)木嚯x限制，在有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)實(shí)現(xiàn)無(wú)限制距離傳輸。船只在野外作業(yè)，測(cè)量數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)傳回辦公室電腦上或者筆記本上，實(shí)現(xiàn)野外無(wú)電腦作業(yè)。

2.4智能船控系統(tǒng)

C12智能無(wú)人船有兩種導(dǎo)航模式，手動(dòng)模式和自動(dòng)模式，用戶可以根據(jù)具體使用需求靈活切換，只需在遙控器輕輕掰動(dòng)切換開(kāi)關(guān)或在電腦點(diǎn)一下鼠標(biāo)就可以完成切換。自動(dòng)導(dǎo)航模式用戶可以根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的路線進(jìn)行自主航行，免去了手動(dòng)操作麻煩，對(duì)于水下地形地貌測(cè)繪尤為重要；手動(dòng)模式，采用手工遙控器方式，遙控船進(jìn)行航行，對(duì)于測(cè)量河流斷面以及水下地形測(cè)繪非常實(shí)用。另外船體采用兩個(gè)涵道式推進(jìn)器，轉(zhuǎn)彎時(shí)可以一側(cè)正轉(zhuǎn)，一側(cè)反轉(zhuǎn)，可以很好控制船體走線，按照計(jì)劃路線行走。C12智能無(wú)人船還支持自動(dòng)返航功能，當(dāng)電量不足，或者突然失去控制信號(hào)時(shí)，船體會(huì)自動(dòng)進(jìn)行判斷，返回到設(shè)置的HOME點(diǎn)位，保障

2.5多功能視頻監(jiān)控系統(tǒng)

C12無(wú)人船標(biāo)配搭載高分辨率視頻系統(tǒng)以及智能屏幕遙控器，用戶不但可以在電腦端查看視頻數(shù)據(jù)，還可以在遙控器端實(shí)時(shí)查看視頻。除了正常的視頻之外，視頻監(jiān)控系統(tǒng)還提供聲光告警功能和實(shí)時(shí)語(yǔ)音通話功能；通過(guò)實(shí)時(shí)高清視頻，可以判斷船頭情況進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻避障，通過(guò)報(bào)警和通話極大提高了無(wú)人船的通行安全。

2.6重型液壓升降系統(tǒng)

C12無(wú)人船選配重型液壓系統(tǒng)，可應(yīng)用于側(cè)掃聲吶和在線水質(zhì)分析儀的收放。系統(tǒng)配備一鍵升降系統(tǒng)，降低設(shè)備安裝的困難度，便于設(shè)備搬運(yùn)，保障設(shè)備使用的安全。

2.7多任務(wù)搭載功能

C12的通孔設(shè)計(jì)，滿足市面大部分客戶需求，可以根據(jù)客戶的需求搭載不同的傳感器，采集各種需求數(shù)據(jù)，C12可以搭載測(cè)深系統(tǒng)、水質(zhì)分析系統(tǒng)、側(cè)掃系統(tǒng)?？蛻艨梢愿鶕?jù)需求，靈活搭載。

三、C12無(wú)人船應(yīng)用介紹

3.1C12暗管探測(cè)應(yīng)用

傳統(tǒng)的暗管排查作業(yè),大多數(shù)需要工作人員攜帶相關(guān)設(shè)備下水探測(cè),由于暗管隱蔽性強(qiáng),作業(yè)人員常常無(wú)功而返,即使有所斬獲,也要耗費(fèi)巨大的人力和時(shí)間,遇到高污染的危險(xiǎn)環(huán)境,作業(yè)人員的人身安全和健康難以得到保障。更何況,通過(guò)人工獲取的數(shù)據(jù)存在比較大的誤差,這也是傳統(tǒng)暗管排查的一大弊端。所以,暗管排查面臨耗時(shí)耗力、作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)等諸多痛點(diǎn)難點(diǎn),成為治污路上的絆腳石。

C12無(wú)人船通過(guò)搭載側(cè)掃聲吶設(shè)備，將側(cè)掃的聲波實(shí)時(shí)、直觀地反饋在電腦基站系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)排查人員即可通過(guò)聲波呈現(xiàn)的圖像，初步甄別該水域是否有暗管偷排。通過(guò)RTK,工作人員還可精確定位目標(biāo)位置和獲取具體參數(shù)，方便取證。無(wú)人船最大的優(yōu)勢(shì)就是“快速”，而且數(shù)據(jù)記錄完整、準(zhǔn)確,給排污口排查帶來(lái)了效率上的直接提升。C12搭配的重型液壓升降系統(tǒng)可承載20KG的載荷，兼容市場(chǎng)主流側(cè)掃聲吶設(shè)備，雙體船的設(shè)計(jì)便于設(shè)備的運(yùn)輸和安裝

3.2C12水質(zhì)采樣應(yīng)用

C12智能無(wú)人船可靈活搭載水深采樣模塊，采樣模塊可以安裝最多4個(gè)500ml采樣瓶，采用4G無(wú)限傳輸，在手機(jī)、平板、電腦端等都可以進(jìn)行軟件控制，使用非常安裝。

①  模塊安裝

該模塊安裝非常方便，只需要把采樣模塊安裝在無(wú)人船設(shè)備桶里面，接上防水插頭即可。

②  采樣瓶檢查

采樣瓶采集前，要確保連接控制線路。同時(shí)使用前確保瓶?jī)?nèi)干燥，避免其他水源污染。1號(hào)采樣瓶和2號(hào)采樣瓶采用 對(duì)稱(chēng)安裝，同樣3號(hào)和4號(hào)采樣瓶也采用對(duì)稱(chēng)安裝，確保整個(gè)無(wú)人船重心平穩(wěn)。

③  采樣水量控制

用戶可以根據(jù)需要，設(shè)置每個(gè)采樣瓶的采水量，把水量控制模塊放置在采樣瓶上對(duì)應(yīng)的刻度尺即可設(shè)置每個(gè)采樣瓶的采水量。

④  在線查看

無(wú)人船正常連接后，可以在手機(jī)端看到每個(gè)采樣瓶的連接情況，正常連接，采樣器的圖標(biāo)顯示在線狀態(tài)。

3.3C12水質(zhì)在線分析應(yīng)用

C12無(wú)人船預(yù)留在線水質(zhì)分析儀數(shù)據(jù)接口，可搭載國(guó)內(nèi)外多品牌在線水質(zhì)分析儀，從而達(dá)到水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)的目的。C12采用模塊化的設(shè)計(jì)，搭配水質(zhì)分析儀固定安裝支架，在5分鐘內(nèi)即可完成設(shè)備的安裝，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。借助在線云平臺(tái)4/5G傳輸，用戶可在網(wǎng)頁(yè)端實(shí)時(shí)查看水質(zhì)數(shù)據(jù)，支持表格生成功能。儀器開(kāi)機(jī)自動(dòng)上傳，云端數(shù)據(jù)支持180天備份下載。