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實現(xiàn)低成本測控 環(huán)保無人船智能感知終端

2014-11-18 10:29:42來源:中國環(huán)保在線 關鍵詞:環(huán)保設備 環(huán)保無人船 水質監(jiān)測 中國制造 采樣誤差閱讀量:102244

導讀:除水質采樣或水質檢測功能外,環(huán)保無人船平臺還可實現(xiàn)自動化核輻射測量工作。
  【中國環(huán)保在線 產(chǎn)品評測】一艘無人船,實際上是一個水面智能機器人,融合了船舶、通訊、自動化、機器人控制、遠程監(jiān)控、網(wǎng)絡化系統(tǒng)等技術,實現(xiàn)自主導航、無線遙控、數(shù)據(jù)實時傳輸。30平臺、70平臺、120平臺……平臺數(shù)字代表無人船的排水量。

  
  實現(xiàn)低成本測控 環(huán)保無人船智能感知終端
  
  筆記本電腦經(jīng)過改裝,放入保護箱,成為一個地面控制基站。
  
  屏幕上顯示出一條河流的地圖,用手指點選若干點,或直接輸入經(jīng)緯度來選點。敲擊ENTER鍵,一個“任務”就建立完成了。
  
  緊接著,長約1.5米、重23公斤的智能無人船就可以在這條河流中,按照程序設定的路線自動巡航,執(zhí)行水樣采集、水底地形測繪、污染源追蹤等任務。
  
  而這些水上智能無人船的研發(fā)和生產(chǎn)者,無疑將環(huán)保推向了科技前沿。
  
  “中國制造”引期待
  
  日前,云洲智能創(chuàng)始人張云飛攜其智能無人船亮相在莫斯科科技城舉行的第三屆創(chuàng)新發(fā)展論壇展覽,備受關注。作為本次創(chuàng)新發(fā)展論壇“青年創(chuàng)新百杰”的十位中國杰出創(chuàng)新青年代表之一,張云飛攜帶的智能無人船“者”,融合了船舶、通訊、算法、測控,自動化、機器人、遠程監(jiān)控、網(wǎng)絡化系統(tǒng)等綜合平臺技術,具有自主導航、自動避障、環(huán)境感知,實時地圖構建等性能特點,近期又搭載無人機和小型潛水器,實現(xiàn)了中國在這個領域的新突破。
  
  “作為一款能的海洋無人船平臺,‘者’可搭載多種測量或探測設備完成海底地形測繪、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測等自動化作業(yè)。”張云飛說,以測繪為例,相較于目前使用的人工駕駛大型測量船長期水上測量的作業(yè)方式,無人船可在淺水作業(yè),安全方便、精度高、成本低。
  
  無人船用于環(huán)保是云洲智能的首創(chuàng)。云洲的環(huán)保系列無人船僅1米多長,采用鋰電池電動推進,可方便地放到汽車后備箱,到達工作現(xiàn)場;可代替人工,完成符合國家標準的定時、定點、定量的水質采樣工作;可像“移動式”的水質監(jiān)測浮標一樣,實現(xiàn)大面積、移動式的水質在線監(jiān)測;還可以實現(xiàn)該水域水質分布圖測繪,為水體研究、查找污染源提供了一種創(chuàng)新的解決方案。
  
  除水質采樣或水質檢測功能外,環(huán)保無人船平臺還可搭載多普勒剖面儀、單波束聲納、放射性檢測儀等設備,實現(xiàn)自動化的流量、水深、核輻射測量等工作。
  
  水質監(jiān)測自檢船體傾斜 避免采樣誤差
  
  一艘無人船,實際上是一個水面智能機器人,融合了船舶、通訊、自動化、機器人控制、遠程監(jiān)控、網(wǎng)絡化系統(tǒng)等技術,實現(xiàn)自主導航、無線遙控、數(shù)據(jù)實時傳輸。30平臺、70平臺、120平臺……平臺數(shù)字代表無人船的排水量。目前,由珠海云洲智能科技有限公司研發(fā)的無人船可用于水質監(jiān)測、流量測量、污染源追蹤、應急采樣、水下地質測繪、核輻射測量等領域。
  
  眾多業(yè)內(nèi)人士指出,大部分的水質監(jiān)測站都采用傳統(tǒng)的人工劃船打水方式,易受自然環(huán)境干擾、效率低、成本高、不。“誠如在長江口,若要采深層水樣,工作人員要租船、使用定位儀,出去一周左右的時間,費用約10萬元。這樣的成本,一般一季度只能采樣一次。”
  
  而智能無人船恰能解決這些問題。它可以按照程序設定前往采樣點,利用自動采樣裝置采集水樣。公司董事長張云飛表示:“如果是人工采樣測繪,船傾斜了,采樣、測繪的深度就變化了,準確率低;但是無人船可通過陀螺儀知道自己是傾斜的,此時它采集的數(shù)據(jù)可以很容易地進行校準,避免人工采集的偏差。”
  
  此外,企業(yè)新研制的產(chǎn)品“者”,還可通過GPS或者北斗系統(tǒng)實現(xiàn)高精度定位自主航行、自主作業(yè),實現(xiàn)安防巡邏、搜索救援、海底測繪、油井護衛(wèi)、核輻射監(jiān)測乃至掃雷、作戰(zhàn)等軍事用途。預計兩年后正式應用。張云飛以馬MH370事故舉例:“大致確定一個搜索區(qū)域以后,空投數(shù)十只無人船,一旦搜索到相關信號,就可時間確定位置,還可以搭載簡易的救生設備,在黃金救援時間內(nèi)盡快地加以救援。”
  
  從環(huán)境監(jiān)測起步
  
  “云洲無人船可按照預先設定好的路線自動巡航,船上的360度攝像頭會將途中所見發(fā)回辦公室,在大屏幕上顯示出來。工作人員用遙控器稍微對準垃圾,無人船就會把垃圾收集起來。邊邊角角的垃圾可以用船上的水槍將其噴出來再進行收集。同時船上還有一個小的LED屏為大家宣傳環(huán)保的知識。”張云飛說道。
  
  他繼而表示,“我們的思路是做出一個成熟的無人船平臺,對接不同的應用,衍生出不同用途的產(chǎn)品。”云洲智能先做的是小平臺,1米多長,在內(nèi)陸湖泊和河流上使用。
  
  無人船是一個軟硬結合的產(chǎn)品。一方面它要有成熟的航行算法和避障能力,讓船只可以按照既定路線自主航行,躲避障礙。平臺還有遠距離水面數(shù)據(jù)和實時視頻通訊的功能。通過軟件界面,可以在衛(wèi)星地圖上查看船只航行的路線、任務的狀態(tài)、監(jiān)測的參數(shù)。另一方面它又要有船體設計和制造能力。云洲無人船是雙體船,航行平穩(wěn)。船體也非常輕,1米多長的船,重20多公斤,一個人就可以搬動。
  
  基于這個平臺,云洲智能去年推出了用于環(huán)保系統(tǒng)的船只,可用來自動采樣,以及進行應急在線監(jiān)測。過去的幾十年,水質采樣都是靠人工完成的。劃條船去取水,工作量大,操作不安全,也不標準。
  
  云洲無人船則可以實現(xiàn)完全符合國家標準的定時、定點、定量水樣采集,位置精度在1米以內(nèi);采多少水,存到哪個瓶子里,都可以按照設定指令完成。同時無人船還會自動生成采集報告,操作者、采集時間、采集地點、當時的氣候條件等一系列數(shù)據(jù)都是自動保存的,不能修改,便于標準化管理。
  
  眾所周知,我國近十多年一直在發(fā)展在線監(jiān)測技術,在水面放置浮漂,或者在湖邊安裝設備,通過管道抽取水樣。但這種技術的建設成本比較高,而且監(jiān)測位置是固定的。
  
  而用無人船進行在線監(jiān)測就容易得多。云洲智能一條無人船的售價在10萬元—50萬元不等,每條船的續(xù)航能力可以達到100公里。船上搭載著跟浮漂一樣的設備,相當于移動浮漂,可以走到哪兒測到哪兒。
  
  基于這種移動在線監(jiān)測,可以實現(xiàn)很多過去實現(xiàn)不了的功能,諸如把一個湖面地毯式監(jiān)測一遍之后就可以拿到水質參數(shù)分布圖,對于污染的分布、擴散情況一目了然,特別是對現(xiàn)在每年我國各大湖水藻爆發(fā)的預警和防治提出了新的辦法和思路。這個工作過去是通過衛(wèi)星遙感監(jiān)測,天氣不好,或者湖比較小的情況下,衛(wèi)星就無法監(jiān)測。
  
  放眼未來,張云飛表示,云洲智能下一步將以三體船為發(fā)展重點。同時,他相信,未來很多危險或者重復的工作都會向無人化、智能化、標準化的方向前行,機器人不一定是去做很多高大上的事情,也可以做很多實實在在、能幫助到日常生活的小事情。
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