艇进“无人之境”,志在广袤海洋!

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发布时间:2018-05-03 12:03

艇进“无人之境”,志在广袤海洋!

2018-05-03 09:39来源:经济日报

原标题:艇进“无人之境”,志在广袤海洋!

图为曾赴南极海域探测的M80B海底探测无人艇,该艇由中国人民解放军海军测绘研究所、国家海洋局南海调查技术中心与云洲公司联合研制。本报记者 喻剑摄

传感与自动驾驶技术的突破,已让“无人艇”从实验室走向生产线直至驶入大众视线。从国际海事会展上展出的无人小型货船到央视春晚81条无人艇编队横穿港珠澳大桥,从各地出台政策竞逐无人船新赛道到珠海启动建设亚洲首个无人船海上测试场……无人艇发展屹立时代前沿,深入产业纵深,前景引人遐想。

对于沉潜攻关无人艇科技8年的珠海云洲智能科技有限公司创始人张云飞来说,无人艇从一开始就承载着期望与使命,探索科技与产业的“无人之境”。“一是无人艇产品的应用场景,大多数是探测、救援、灾害等现场第一线,出入名副其实的‘无人之境’,免除恶劣环境对人带来危害。”张云飞说,“二是无人艇科技涵盖多领域多学科多技术门类,是最近十多年才兴起的智能设备,世界各国的无人艇发展是从无到有,目前基本在同一条起跑线上。科研与制造本身,也是不断向‘无人之境’挺进”。

以环保应用为突破口

2008年张云飞在香港科技大学就读期间,就组建了无人艇研究团队,并研制出第一代水质监测无人船样机。“那时无人艇关键核心技术大都掌握在美国、以色列等国的海军研究机构手中,对中国完全处于技术封锁状态。”张云飞告诉经济日报记者,我国无人艇行业走的完全是一条自主研发之路,依靠自身积累,一步步摸索前行。

此后一年多时间里,张云飞与小伙伴们辗转于广东、云南、四川、北京等地进行调研,发现应用于环保领域的无人船市场空间巨大。调研的结论是:环保无人船将是一个极具蓝海价值的市场。2010年云洲应运而生,成为我国最早专注于无人艇领域的高科技企业。

针对全球范围内无人艇研究的现状,结合自身实际,云洲探索出了一条“场景突破+技术积累”的自主研发道路。环保领域的运用,成为云洲无人艇发展的突破口。2013年云洲推出世界首条环境测量无人艇,开始掌握自主航行这一无人艇关键核心技术,张云飞也因此获得全国创新创业大赛的总冠军。

2015年,天津滨海新区发生“8·12”特别重大火灾爆炸事故后,云洲的工程师带着3条无人艇直奔灾区现场。爆炸中心地带的大坑,各种有毒化学残留物汇入,形成一个几百平方米的“小湖”。无人艇航行在“小湖”中,定时取水样,协助专家测量水质指标。另一艘无人艇,则被用于测量重新排入大海的“处理水”是否达标;除此之外,在甘肃西和县尾砂泄漏事件、河南西峡县淇河水体污染等环境应急事故处理中,云洲无人艇作为原国家环保部的无人艇应急小分队,屡屡显神勇、立奇功;在深圳茅洲河黑臭水体治理中,云洲无人艇对茅洲河沿河主要污染物现状、排污口分布情况及水下暗管情况进行摸查,绘制出水质分布图,全面掌握茅洲河水质污染情况。

志在广袤海洋

环保是云洲进入无人艇领域的入口和起点,但云洲志在更为广袤的海洋。在推出全球首艘环境测量无人艇后,云洲加快海洋无人艇自主研发。2014年云洲推出填补国内空白的海洋高速无人船样机“领航者”号,至此,我国成为继美国、以色列之后掌握海洋无人艇关键核心技术的国家。作为唯一企业单位,云洲还参与了国家海洋无人艇的顶层设计,参与了南海调查等多个重大国家任务,填补了国家对南沙、西沙部分岛礁地形数据的空白。

在云洲的产品展示厅,经济日报记者看到,“瞭望者号”警戒巡逻无人艇、“听风者”号海洋测量无人艇等可搭载多种任务设备,实现特定功能。“搭载声纳的海洋测量无人艇船体,有着特殊的弧形设计,浪冲上来时不会打在声纳仪器上,另外,设备的自噪音比海洋环境本身的还低,能更精确地执行测量任务。”云洲智能周海宜介绍说。

从河湖走向海洋,从民用延至军用,2014年起云洲先后参与十几项国家级科研项目,推出一系列军用无人艇工程样机。2017年11月,由中国人民解放军海军测绘研究所、国家海洋局南海调查技术中心和云洲公司联合研制的M80B海底探测无人艇伴随“雪龙”号极地科学考察船一路向南,远赴南极科考,完成了中国第5座南极考察站建站的锚地水深地形测量工作。张云飞说,“云洲在技术上‘以军带民’,产品业务上‘以民带军’,已经发展成为典型的军民融合企业”。

云洲重点打造的无人货轮项目也已开始实际运作,500吨级的无人货轮“筋斗云”号将于今年内下水,明年将投入运营,穿梭在珠海市区和各小岛间进行货物补给运输。为无人货轮项目配套的亚洲首个船海上测试场已启动建设,并将推动无人艇测试认证平台、示范应用平台、产业创新平台、标准和规范研究平台等多个服务平台落地珠海。

随着无人艇版图的持续扩大,云洲目前已经形成了环境测量、海洋调查、安防、军用、无人航运五大业务板块。在无人艇产品驶向公海的同时,云洲国际市场的大门也渐次打开。张云飞介绍说,目前云洲的环境测量和海洋调查无人艇已经出口欧洲、美国、澳大利亚等地,成为沿着“一带一路”走出国门的又一张高科技名片。

领航无人艇专业研发

8年来,云洲组建了一支由国家科技进步奖、国防科技进步奖获得者等各个学科领域领军人才牵头的高水平专业研发队伍,逐步布局攻关了多项无人艇关键技术,打通从新型材料、自主控制、远程通讯、系统集成到多艇协同的技术图谱。拥有无人艇核心专利近百项,约占全球专利总数的四分之一,其中自主航行、智能避障、协同控制等无人艇关键技术全球领先。

“无人操作系统的技术路线相似,难点一是通讯,二是环境适应性。水环境极其复杂多变,对无人艇产品的环境感知、目标识别、航行控制的要求非常高。”张云飞说。

在81艘无人艇集体亮相央视春晚的实战中,云洲无人艇的关键技术优势得以充分展现。张云飞说,演出的现场环境属于三级海况,既要满足队形整齐变换,又要避免彼此碰撞,难度和挑战可想而知。面对无人艇编队行进过程中的风浪流涌等环境干扰因素以及船体动力系统变化,云洲团队采用了鲁棒和自适应控制技术,确保对于船队的顺利控制;高精度的GNSS和惯导的组合导航,结合RTK技术,则确保了无人船编队的精准行进轨迹。在确保编队的控制和导航之外,云洲团队采用了虚拟领航者结合路径的跟踪算法,采用了最优的规划算法,实现大数量密集编队的队形变换和自动防撞。云洲用多个技术方案的精密组合,最终实现了“多艇协同”。

多艇协同技术,对现实的海上作业具有非常重要的意义。随着环境的日益复杂和任务多样性,多艇协同技术适用于测绘、大尺度物理海洋同步观测、海洋调查、沉积环境调查等大面积海上作业,能够有效提升效率,节省工作时间。

“央视春晚的表演,是云洲八年沉淀的集中体现,也将是新型海洋调查技术方法和作业手段的开端。”张云飞说,“云洲下一阶段将深入开发行业应用产品,把市场做大。在不久的将来,现有的‘船+任务载荷’传统作业模式将被颠覆,无人艇的新型载荷、新型作业方法、高密度集群协同等将深度改变整个行业,给人们带来意想不到的惊喜”。

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