水下无人机的用途和优势有哪些

来源:网络整理 作者:2018年01月15日 16:19
关键词:水下无人机

  水下无人机简介

心博天下娱乐平台 www.syycw.cn   水下无人机是一种可在水下移动、具有视觉和感知系统、通过遥控或自主操作方式、使用机械手或其他工具代替或辅助人去完成水下作业任务的装置。在上世纪70年代,水下无人机得到了很大发展,开发出了一批能工作在各种不同深度、进行多种作业的机器人,可用于石油开采、海底矿藏调查、救捞作业、管道敷设和检查、电缆敷设和检查、海上养殖及江河水库的大坝检查等领域。

水下无人机的用途和优势有哪些

  水下无人机用途

  从民用消费级别的水下无人机考虑,水下无人机可以用于水产养殖监测、水库大坝巡检、科考探索、水下摄影、海岛旅游等领域。

  1.水下可视性远低于空中。通俗地说,在地面上你可以登高望远,可以极目远眺。但是在水中,人眼可见范围会随着亮度的降低而变小。隐约记得在海中下潜20米后,肉眼不能依靠自然光源观测周围环境。但是有了水下无人机后,可通过操作完成百米的下潜和远达五百米的距离,意味着可以在纵深数百米的水域进行活动和观测。

  2.水下阻力高于空气阻力首先说空气阻力,空气阻力受飞行速度,接触面积,空气密度等因素的影响,所以通常航拍前会有飞行环境测试。而水的阻力是空气阻力的800倍。要想在水中操作无人机流畅使用,难度可想而知。

  3.电池续航能力问题上面说了水中阻力大于空气阻力,阻力越大耗能越多,所以电池续航能力是无人机的一大短板。

水下无人机的用途和优势有哪些

  水下无人机有哪些优势

  其次,操作简易实用。在智能设备上下载APP进行远程操作,即可实时执行动作。机动性能好,可操作性强,无人员伤亡风险等。其次,操作简易实用。在智能设备上下载APP进行远程操作,即可实时执行动作。

水下无人机的用途和优势有哪些

  水下无人机发展优势

  首先,从发展背景来说:传统的水下作业,人工操作不仅十分复杂,人身安全也无法完全保障。而且随着人类海洋活动的日趋广泛,水上、水下各类产业发展不断提速,未来对于水下无人机的需求也将持续上涨,这是大势所趋。

  其次,从应用领域来说:水下无人机与陆上无人机类似,发展潜力十分宽泛,可以广泛应用在渔业养殖、船体检修、观光潜水、海矿探测、海洋监测、生物研究、水下导航、水下救援、管道检测等诸多领域,能够很好地契合未来海洋经济的发展方向,助力“水域产业的增速扩张。

  此外,从产品优势来说:随着水下无人机技术升级与成熟应用,不仅可以大幅降低人工作业风险,而且还能提升作业效率,并减少相应的支出成本。同时,在其他前沿技术的融合推动下,水下无人机无论是综合性能,还是性价比水平,都在持续提升,既可以更好地完成工作,也有利于促进这个产业的规模化发展。

水下无人机的用途和优势有哪些

  水下无人机未来发展趋势

  1.技术创新将是永恒的主题

  作为一种技术密集性高、系统性强的工程,水下机器人主要包括仿真、智能控制、水下目标探测与识别、水下导航(定位)、通信、能源系统六大技术。与发达国家相比,我国的水下机器人在一些关键部件和关键材料的研究方面还有很大差距,要实现产业化,重点在于基础材料、重要组部件、各种高精度探测设备和传感器的研究开发,因此,技术创新将是一项长期的工作。未来一旦在探测技术、工艺水平、综合显控、综合导航有所突破,拓展应用新领域,进口替代空间广阔。

  在工业和信息化部制定的《机器人产业发展规划(2016-2020年)》中,已经将技术水平显著提升、关键零部件取得重大突破、集成应用取得显著成效列为发展目标,并将加强共性关键技术研究、建立健全机器人创新平台、加强机器人标准体系建设,以及建立机器人检测认证体系,作为强化产业创新能力的具体措施来落实。

  2.AUV的智能化和续航能力是关键

  从1953年问世开始,特别是1974年以后,伴随着海洋油气业的迅速发展,AUV也得到了飞速发展。相比于ROV, AUV由于不受电缆限制,具有活动范围大、机动性好的特点,因此适用于更广泛的领域。

  一方面,智能化水平的高低成为AUV技术发展的关键因素。智能控制技术旨在提高水下机器人的自主性,其体系结构是人工智能技术、各种控制技术在内的集成,相当于人的大脑和神经系统。软件体系是水下机器人的总体集成和系统调度,直接影响智能水平,它涉及到基础模块的选取、模块之间的关系、数据(信息)与控制流、通信接口协议、全局性信息资源的管理及总体调度机构。

  另一方面,AUV对能源系统的要求是体积小、重量轻、能量密度高、多次反复使用、安全和低成本。目前,正在研究的各种可利用的能源系统包括一次电池、二次电池、燃料电池、热机及核能源。近期,麻省理工学院的衍生企业Open Water Power(OWP)对外宣称已成功开发出一种更安全、更耐用的新型铝-水电池系统,与传统锂离子电池相比,新系统使水下机器人的续航能力提高了十倍。

  3.海洋渔业领域将是未来的蓝海

  首先是市场空间巨大。在渔业养殖方面,我国水产养殖面积8465千公顷,其中海水养殖面积占27.38%,淡水养殖面积占72.62%。全国有水产养殖场32000个,面积1000万公顷,需要经常检查水质的温度、盐度、PH值、溶解氧等,以及鱼类、贝类、海参等的观察,网箱检查、人工鱼礁等,都为水下机器人提供了巨大的市场需求。

  其次,在技术上具有可行性。相比海洋油气业,水下机器人在海洋渔业上的应用有两大优势:一是渔业的海水深度浅,因此技术难度大大减少,操作也简单;二是渔业对海底的地形作业要求难度较低,因此,一般的小型水下机器人就能满足作业要求。

  在实现途径上,水下机器人将视频和水质数据通过智能终端,传递到陆地中控室,再由陆地中控室发送到用户的终端。用户通过终端观看视频及水质参数,根据养殖需要发送增氧、投饵等指令,实现对养殖水域的远程全方面监控及全程自动化。

  4.消费级领域前景可期

  从市场规模来看,全球体验式潜水服务市场规模近五年平均增速约15%,2015年接近250亿美元。目前,全球潜水爱好者的规模达到2亿,消费级的水下影像市场规模达到百亿美元,一些成熟的企业已经涌现。以OpenROV为例,于2012年推出,主要用途为拍摄水下影像,其配备了三个推进器、LED前灯、塑形橡胶以及绳缆。消费者可以用计算设备上的开源软件对OpenROV进行控制,最高时速能够达到2m/s,续航时长3个小时。

  我国体验式潜水服务市场规模近五年平均增速达到约36.5%,明显高于全球增长率,2015年超过21亿美元。目前,国内已经有一批企业开始抢先布局消费级市场,如深之蓝、鳍源科技、博雅工道、潜行科技、微孚科技等。

  综上所述,在政府引导,企业主导的原则下,水下机器人在海洋环境监测、海洋资源开发、防灾减灾,以及保障海洋环境安全方面大有可为。

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