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上海大学:无人艇水下科考

2017-07-17 17:20      来源:中国教育报      作者:     分享 分享到搜狐微博 分享到网易微博

  近日,上海大学“精海”无人艇启程前往江海汇合海域探测长江口二号沉船,拉开海上无人系统水下考古序幕。

  “之所以取名为‘精海’,有两层意思:一是来自精卫填海的故事,二是希望能精确地执行海上任务。”上海大学机电工程与自动化学院副院长罗均说。

  在今年1月举行的2016年度国家科学技术奖励大会上,上海大学的无人艇项目“复杂岛礁水域无人自主测量关键技术及装备”获得了国家技术发明二等奖。令学界同行瞩目的是,该校无人艇团队的平均年龄不到30岁。

  以南海岛礁海域为代表的岛屿建设和开发,直接关系到我国经济建设、领土完整和国防安全。“无人艇属国际尖端技术,正成为发达国家争相研究的热点。”罗均介绍,相关测量技术和装备受西方国家严密封锁,必须自主研发。

  结合上海大学“机械电子工程”国家重点学科“海洋无人船舶与装备”研究团队的科研积累,上海大学牵头,联合交通运输部东海航海保障中心上海海事测绘中心、青岛北海船舶重工有限责任公司,经过十多年技术攻关,突破了无人测量艇自主控制系统等一系列关键技术难题,研制了我国首艘海洋无人测量艇“精海1号”,以及南极罗斯海科考“精海2号”无人艇、东海海洋测绘/海洋重大工程勘察“精海3号”无人艇和水利环保监测“精海4号”无人艇。

  据介绍,“精海”无人艇突破了三大关键技术:抗扰动控制技术,声纳图像稳定、去噪与拼接技术,水面/水下立体组合避障控制技术。例如声纳图像稳定、去噪与拼接技术,针对浪涌流及艇体运动对声纳造成的颠簸影响,发明了基于仿生眼球运动的声纳云台主动抗颠簸方法,颠簸幅度降低50%;针对海洋声纳图像信噪比低的问题,发明了硬阈值/维纳变换协同滤波自适应去噪方法,信噪比提升30%,优于国际主流去噪方法;针对前扫声纳视场受限问题,发明了位置—姿态—声纳图像无缝融合拼接方法,将连续平移及旋转扫测的声纳图像拼接,在克服图像特征稀少、环境干扰大等方面优于国际同类研究。

  目前,上海大学研制的7个系列“精海”无人艇,作为产品交付中国海事局、国家海洋局等,搭载在海监船、海调船、海巡船和“雪龙号”上,实现了中国无人艇在南海巡航、南极科考等关键领域应用的突破。(本报记者赵秀红)

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