一、無人船系統(tǒng)介紹

無人采樣船是一種通過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水面機器人。它融合了船體設(shè)計、動力與推進系統(tǒng)、船控、通信、人工智能、模式識別、計算機軟硬件、軟件與算法、遠(yuǎn)程監(jiān)控、計算機網(wǎng)絡(luò)等綜合技術(shù)，可實現(xiàn)整個水上作業(yè)過程的“智能化”、“網(wǎng)絡(luò)化”與“無人化”。

無人采樣船的關(guān)鍵技術(shù)在于感知、導(dǎo)航和控制這三個方向。感知技術(shù)為無人船提供了眼睛和耳朵；導(dǎo)航技術(shù)用來接近或規(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)就是無人船的運動姿態(tài)進行航線、航向的控制。其中，智能控制系統(tǒng)的性能，直接影響著無人船航行的操縱性、經(jīng)濟性和安全性。該系統(tǒng)總結(jié)了人的操舵規(guī)律，在測量中，自動控制無人船的航速與航向，使無人船精準(zhǔn)沿預(yù)定測線運行，可克服各種干擾，使無人船自動、穩(wěn)定地運行，是實現(xiàn)無人船自動作業(yè)和自動回歸的核心技術(shù)。

二、C12無人船性能特點

2.1優(yōu)異的船體設(shè)計

C12是一款1.2米長的專為側(cè)掃聲吶、水質(zhì)采樣和在線水質(zhì)分析而設(shè)計的智能無人船，船體采用雙體船型設(shè)計，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；采用電動液壓升降系統(tǒng)，大大減小設(shè)備安裝運輸難度，有效保護設(shè)備的運行安全；采用本地化存儲加4G網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定記錄。

2.2涵道式推進系統(tǒng)

采用2個涵道式推進器，具有防水草、防纏繞垃圾、容易放置的優(yōu)異性。水下推進器正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、加速和減速從而實現(xiàn)船體的前進、后退、停止、加速和減速。由于采用M型船體設(shè)計，兩個推進器軸距更大，相對其他同等類型的無人船，轉(zhuǎn)彎半徑更小、后退性能更強勁。驅(qū)動裝置采用直流無刷電機，相對于有刷電機來說，無刷電機壽命更長。搭載的電機具有高扭矩、高轉(zhuǎn)速的特點，既保持了船體動力，又有效提高船速，最大可達6m/s。另外，C12整個推進器的設(shè)計和船體齊平，這樣的設(shè)計方便船體放置、運輸和投放。整個推進器由前部的卡

扣與尾部的螺絲與船體固定在一起，在發(fā)生故障時，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天線，無岸基設(shè)計，在確保通信穩(wěn)定的情況下可達到2km的有效作業(yè)距離。搭配平板使用，讓外業(yè)測量更方便。

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)實現(xiàn)無限制距離傳輸。船只在野外作業(yè)，測量數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)可實時傳回辦公室電腦上或者筆記本上，實現(xiàn)野外無電腦作業(yè)。

2.4智能船控系統(tǒng)

C12智能無人船有兩種導(dǎo)航模式，手動模式和自動模式，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切換開關(guān)或在電腦點一下鼠標(biāo)就可以完成切換。自動導(dǎo)航模式用戶可以根據(jù)事先設(shè)計好的路線進行自主航行，免去了手動操作麻煩，對于水下地形地貌測繪尤為重要；手動模式，采用手工遙控器方式，遙控船進行航行，對于測量河流斷面以及水下地形測繪非常實用。另外船體采用兩個涵道式推進器，轉(zhuǎn)彎時可以一側(cè)正轉(zhuǎn)，一側(cè)反轉(zhuǎn)，可以很好控制船體走線，按照計劃路線行走。C12智能無人船還支持自動返航功能，當(dāng)電量不足，或者突然失去控制信號時，船體會自動進行判斷，返回到設(shè)置的HOME點位，保障

2.5多功能視頻監(jiān)控系統(tǒng)

C12無人船標(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時查看視頻。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時語音通話功能；通過實時高清視頻，可以判斷船頭情況進行實時視頻避障，通過報警和通話極大提高了無人船的通行安全。

2.6重型液壓升降系統(tǒng)

C12無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，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，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無人船應(yīng)用介紹

3.1C12暗管探測應(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,由于暗管隱蔽性強,作業(yè)人員常常無功而返,即使有所斬獲,也要耗費巨大的人力和時間,遇到高污染的危險環(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,暗管排查面臨耗時耗力、作業(yè)環(huán)境危險等諸多痛點難點,成為治污路上的絆腳石。

C12無人船通過搭載側(cè)掃聲吶設(shè)備，將側(cè)掃的聲波實時、直觀地反饋在電腦基站系統(tǒng)中，現(xiàn)場排查人員即可通過聲波呈現(xiàn)的圖像，初步甄別該水域是否有暗管偷排。通過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。無人船最大的優(yōu)勢就是“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，兼容市場主流側(cè)掃聲吶設(shè)備，雙體船的設(shè)計便于設(shè)備的運輸和安裝

3.2C12水質(zhì)采樣應(yīng)用

C12智能無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500ml采樣瓶，采用4G無限傳輸，在手機、平板、電腦端等都可以進行軟件控制，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。同時使用前確保瓶內(nèi)干燥，避免其他水源污染。1號采樣瓶和2號采樣瓶采用 對稱安裝，同樣3號和4號采樣瓶也采用對稱安裝，確保整個無人船重心平穩(wěn)。

③  采樣水量控制

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

④  在線查看

無人船正常連接后，可以在手機端看到每個采樣瓶的連接情況，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無人船預(yù)留在線水質(zhì)分析儀數(shù)據(jù)接口，可搭載國內(nèi)外多品牌在線水質(zhì)分析儀，從而達到水環(huán)境在線監(jiān)測的目的。C12采用模塊化的設(shè)計，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，實現(xiàn)在線監(jiān)測。借助在線云平臺4/5G傳輸，用戶可在網(wǎng)頁端實時查看水質(zhì)數(shù)據(jù)，支持表格生成功能。儀器開機自動上傳，云端數(shù)據(jù)支持180天備份下載。