无人艇感知与控制技术
价格 双方协商
地区: 江苏省 无锡市 滨湖区
需求方: 中国***中心
行业领域
高端产业
需求背景
无人系统,对外与有人系统、周边环境进行信息交互,对内实施对艇体平台、任务载荷的控制。无人系统包括各类传感器、通信、航行控制、岸基控制分系统。
制导系统(Guidance system)。这个词借用导弹技术,主要是根据分配的任务、环境条件,以及导航信息,为船舶提供稳定、连续、优化的航行轨迹。
导航系统(Navigation system)。提供船舶的位置、航向、航速、加速度等实时的信息,感知周边态势。信息源来自艇上的各类传感器,如导航雷达、陀螺、卫星定位系统、光学系统、声呐、海流风流测量等等。
控制系统(Control System)。根据制导系统、导航系统提供的指令信息,对船舶航行实施自动控制,主要通过对主机、舵的控制。如果需要完成相关作战任务,需要具备对相关任务平台的远程控制能力。比如,水声通讯、水下搜索,水上水下目标打击等。
需解决的主要技术难题
导航系统包括惯性导航、GPS、水声、导航雷达、测深仪、光学设备等。这些设备在无人艇导航定位上都各有优劣。通常都是联合使用,以提高精度,降低误差。采用多传感器数据融合的方法有助于导航,是提高效率的最佳方式,因为要快速提升单项传感器技术比较难,这和现有舰船的组合导航原理是一样的。
船舶运动具有非线性、大时滞、大惯性的特点,又易受风、浪、流等干扰,其运动控制本质上是复杂非线性、不确定性系统的控制。水面舰船仅依靠螺旋桨和舵进行操控,由转舵力矩和螺旋桨纵向推力,同时控制船舶水平面位置和航向角3个自由度运动,属于欠驱动系统。
通信系统的重要性,在海上无人装备体现得越来越明显。无人船艇和远程控制系统之间存在无时不在、紧密的联系。通信的中断,意味着无人艇如断线风筝一样,可能从此失联。因此,一般出现通信问题的时候,出于安全考虑,首先策略是停机,让无人艇处于自由漂泊状态,等待通信恢复。无人艇还远远没达到自主寻找回家路的阶段。某种意义上说,可靠通信的范围,就是无人艇执行各种任务的最大范围。美国“海猎手”无人艇能够实现自主跨洋航行,其无所不在的空天、海洋通信网络,起到了非常关键的作用。
期望实现的主要技术目标
a 多重感知,智能分析,动态规划决策,精准控制
b 无人船艇实现自主感知、自主航行;
c 能够长期在海上执行任务,主动力等船载设备要有比较高的可靠性,以及一定的健康诊断、故障自主处理能力
d 持续畅通的通信,特别是在远离岸基的大洋深处,卫星通信是必备手段。
处理进度