PDF《小型水下机器人 犚犗犞 应用研究》

1 0*5

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8 0 4个水平矢 量方向和2个垂直方向推进器;

2 个摄像头, 2个照相机;

2 个150W卤素灯;

系统载重15k g ;

1个多功能迷你机械手;

自动定深、 自动定向等

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3 一款小型 值难⌒陀肱渲 由于所需 R OV 主要用于海洋探测领域, 根 据实际需求及经费情况, 选择了加拿大 S h a r k m a r i n e公司生产的S t e a l t h 2型ROV( 图1 ) .该ROV最大工作深度为3

0 0m, 配备有4个3

6 7 .

7 5 W 的 推进器、 高分辨率彩色摄像机和1个两功能机68海洋开发与管理

2 0

1 5年 械手. 在此基础上完成了其他配置: ① 声学成像系 统选择了 B l u e V i e w 二维图像声呐, 视角为

1 3

0 ° *2

0 ° , 最大探测距离100m.根据项目不同要求, 可以将 B l u e V i e w 声呐安装在 R OV 的前端作 为前视声呐, 也可将其安装在 R OV 尾部, 声呐方 向根据需要朝上或朝下分别用来扫描海面 及海 底情况, 并加装了浮力材料以保持 R OV 的平衡. ② 定位系统选择了法国I X S E A 公司的 GA P S声 学定位惯性导航系统, 大大提高了 R OV 的定位 精度, 可以达到0 . 2%*斜距.其中, 水下信标安 装在 R OV 上, GA P S 换能器阵可 用绳索吊 于船 舷, 也可以用法兰盘刚性安装于船舷. 图1 加拿大 S h a r k m a r i n e的Stealth2R OV

3 应用研究

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1 海洋环境观测 海洋科学研究需要连续、 长时序的立体观测 资料, 当前对于水面以上的全面观测已经基本实 现, 但是对水下环境的观测以及认知却还存在很 大的不足, 因此利用水下移动观测平台开展对水 体及海底环境的观测和研 究必 不可少.鉴 于水 下机器人的技术特点, 可以进行定点和走航式观 测, 能够对水体进行剖面或 断面 的连续观 测, 突 破水体对遥感观测手段的限制, 获得高分辨率的 海洋环境观测数据. 通过在 R OV 上搭载各种传感器, 可以吸收 目前各种不同观测手段的长处, 既可以像调查船 那样巡航观测, 又可进入调查船以及潜水员无法 进入的海域, 它的作业成本和效率又远优于拖曳 体, 因此, 它是海洋环境立体监测系 统有益 的补 充和完善. 在军事上, 利用 R O V 搭载水下观测仪器设备 能够进行方便灵活的隐蔽观测, 可以利用它对敏感 海域的海底地形、 噪声场、 内波、 声道、 温跃层、 密度 场等与潜艇作战关系密切的环境参数进行观测, 为 未来战场准确提供技术支撑.而在这方面, 我国还 尚未利用 R O V 技术开展相关应用, 因此, 今后应 进一步加大在该领域的研发与应用力度. 具体应用方面, 由于国内外尚缺乏准确的水 母定量监测方法, 国家海洋局北海海洋技术保障中 心, 利用 R O V结合声呐探测技术对水母的泳动姿 态和速率进行了探测, 以此来计算水母在剖面水体 的通量, 为水母监测提供了技术支撑, 为水母分布 数量监测方法研究提供了重要的技术研究手段.

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2 海底管道探测 随着海 洋油气开发的日益活跃, 我国在渤海、 东海及南海海域建设油气田呈现明显的逐年 递增的趋势, 作为油田开发生产重要组成部分的 海底管线也越来越多, 事故风险概率也将会相应 提升. 截至目前, 我国已建成的海底管线接近30

0 0k m, 其中渤海1 1个油气田的海底管线超过

2 0 0k m, 东海油田群约7

5 0k m, 南海铺设的海底 管线已达19