無人采樣船

一、無人船系統介紹

無人采樣船是一種通過遙控方式或者自主航行方式，借助精確衛星定位和自身傳感即可按照預設任務在水面航行的全自動水面機器人。它融合了船體設計、動力與推進系統、船控、通信、人工智能、模式識別、計算機軟硬件、軟件與算法、遠程監控、計算機網絡等綜合技術，可實現整個水上作業過程的“智能化”、“網絡化”與“無人化”。

無人采樣船的關鍵技術在于感知、導航和控制這三個方向。感知技術為無人船提供了眼睛和耳朵；導航技術用來接近或規避某些目標，相當于航跡規劃或者是綜合避障；控制技術就是無人船的運動姿態進行航線、航向的控制。其中，智能控制系統的性能，直接影響著無人船航行的操縱性、經濟性和安全性。該系統總結了人的操舵規律，在測量中，自動控制無人船的航速與航向，使無人船精準沿預定測線運行，可克服各種干擾，使無人船自動、穩定地運行，是實現無人船自動作業和自動回歸的核心技術。

二、C12無人船性能特點

2.1優異的船體設計

C12是一款1.2米長的專為側掃聲吶、水質采樣和在線水質分析而設計的智能無人船，船體采用雙體船型設計，使用凱夫拉碳纖維混紡材質，船體重心低、航行姿態平穩、航速快；采用電動液壓升降系統，大大減小設備安裝運輸難度，有效保護設備的運行安全；采用本地化存儲加4G網絡控制系統，確保數據的穩定記錄。

2.2涵道式推進系統

采用2個涵道式推進器，具有防水草、防纏繞垃圾、容易放置的優異性。水下推進器正轉、反轉、停止、加速和減速從而實現船體的前進、后退、停止、加速和減速。由于采用M型船體設計，兩個推進器軸距更大，相對其他同等類型的無人船，轉彎半徑更小、后退性能更強勁。驅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整個推進器的設計和船體齊平，這樣的設計方便船體放置、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，在發生故障時，可方便拆卸，迅速更換。

2.3多通道數據通訊技術

①船體搭載全向通信電臺天線，無岸基設計，在確保通信穩定的情況下可達到2km的有效作業距離。搭配平板使用，讓外業測量更方便。

②選用4G（5G網絡成熟后可使用）傳輸模式，采用4G模式，解決了岸基傳輸的距離限制，在有網絡覆蓋的地區實現無限制距離傳輸。船只在野外作業，測量數據、視頻數據可實時傳回辦公室電腦上或者筆記本上，實現野外無電腦作業。

2.4智能船控系統

C12智能無人船有兩種導航模式，手動模式和自動模式，用戶可以根據具體使用需求靈活切換，只需在遙控器輕輕掰動切換開關或在電腦點一下鼠標就可以完成切換。自動導航模式用戶可以根據事先設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，轉彎時可以一側正轉，一側反轉，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，返回到設置的HOME點位，保障

2.5多功能視頻監控系統

C12無人船標配搭載高分辨率視頻系統以及智能屏幕遙控器，用戶不但可以在電腦端查看視頻數據，還可以在遙控器端實時查看視頻。除了正常的視頻之外，視頻監控系統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

C12無人船選配重型液壓系統，可應用于側掃聲吶和在線水質分析儀的收放。系統配備一鍵升降系統，降低設備安裝的困難度，便于設備搬運，保障設備使用的安全。

2.7多任務搭載功能

C12的通孔設計，滿足市面大部分客戶需求，可以根據客戶的需求搭載不同的傳感器，采集各種需求數據，C12可以搭載測深系統、水質分析系統、側掃系統?？蛻艨梢愿鶕枨?，靈活搭載。

三、C12無人船應用介紹

3.1C12暗管探測應用

傳統的暗管排查作業,大多數需要工作人員攜帶相關設備下水探測,由于暗管隱蔽性強,作業人員常常無功而返,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境,作業人員的人身安全和健康難以得到保障。更何況,通過人工獲取的數據存在比較大的誤差,這也是傳統暗管排查的一大弊端。所以,暗管排查面臨耗時耗力、作業環境危險等諸多痛點難點,成為治污路上的絆腳石。

C12無人船通過搭載側掃聲吶設備，將側掃的聲波實時、直觀地反饋在電腦基站系統中，現場排查人員即可通過聲波呈現的圖像，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位置和獲取具體參數，方便取證。無人船最大的優勢就是“快速”，而且數據記錄完整、準確,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可承載20KG的載荷，兼容市場主流側掃聲吶設備，雙體船的設計便于設備的運輸和安裝

3.2C12水質采樣應用

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。

③  采樣水量控制

用戶可以根據需要，設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的刻度尺即可設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，采樣器的圖標顯示在線狀態。

3.3C12水質在線分析應用

C12無人船預留在線水質分析儀數據接口，可搭載國內外多品牌在線水質分析儀，從而達到水環境在線監測的目的。C12采用模塊化的設計，搭配水質分析儀固定安裝支架，在5分鐘內即可完成設備的安裝，實現在線監測。借助在線云平臺4/5G傳輸，用戶可在網頁端實時查看水質數據，支持表格生成功能。儀器開機自動上傳，云端數據支持180天備份下載。