水下机器人,也叫水下无人机,水下潜(航)器,英文称Underwter Robots 或者UUV(Unmanned Underwater Vehicle)是水-陆-空无人平台的重要分支,水下探测开发的重要平台载体。一般分为有缆遥控型(ROV)和无缆自主型(AUV)。它搭载摄像头、温度传感器、作业工具、水质传感器等潜入深水,通过人员远程操控或自主控制的方式完成水下观测、取样、拧紧、旋转、拾取、丢弃等甚至更复杂的水下任务。查湃设计生产的便携式水下机器人,精巧便携,但牢固耐用,采用与空中无人机相同的控制系统和架构,兼容MAVLINK通讯协议,为未来水陆空联动奠定通讯基础。
与传统的水下机器人、潜航器相比,它具有轻巧便携、成本低、可靠性高、操作简单等优点,被广泛应用于打捞救援、水下基础设施巡检、水下管道和线缆的巡检、海洋渔业等领域,甚至在军事国防、海洋风电、海洋油气、海洋科考等高端行业也开始用水下机器人替代传统的重型作业装备。
随着人工智能技术快速发展,图像识别技术、目标跟踪、轨迹规划、轨迹优化、无人机编队、数据挖掘等技术日益成熟,水-陆-空机器人协同作业,不可分割。智能化装备的升级,将重新定义防卫、应急、测绘、城市管理的工作方式。由于无人机操控系统的个性化设置需求,无人机将成为每个专业人员工作中必需的辅助工具。
水下机器人通常是由岸基控制台、水下本体、通讯和供电系统、辅助工具、传感器和用户模块构成。
一、岸基控制台
用于机器人通讯、视频显示、数据保存。本质上是一台安装了机器人控制软件的计算机。对于一般的操作手,岸基控制台主要作用是操控机器人;而对于高级开发者,岸基控制台可以对机器人进行变成和二次开发。控制台除了实时显示水下高清视频,还实时显示水下无人机的数据面板,实现水深、水温、舱温、机器人水下航向、横滚姿态、电源电压/电流读数、水下照明强度、动力级别、摄像头云台俯仰角等全面的机器人本体和水环境数据展示
二、水下本体
这部分由推进器、电子舱(含云台摄像头)、水下灯、电池舱、浮力材料(黄色的部分)和主框架构成。本体部分可以根据需求做定制或升级改造。通常情况下选择标准配置即可。对于大的可变负载需要升级更大推力的推进器,对于续航时间要求较高的情况需要升级电池容量,或者搭载辅助摄像头等。
对客用舱,可以采取来图定制,浮力配平的方式完成制作,满足客户的个性化水下实验、水下科研需求。
三、通讯和供电系统
对于电池供电的机器人,零浮力脐带缆为水下本体提供通讯介质。通常情况下推荐100m/200m/300m的脐带缆。对于更远的通讯距离,需要根据不同的通讯距离定制通讯系统。电池供电不依赖外界电源条件,电源干净,只要准备充足的电池,可以实现长时间水下工作。
对于水面供电的机器人,零浮力脐带缆为水下本体提供通讯介质的同时提供供电。水面供电原理上可以实现长时间的连续作业,堪称“水下劳模”,但是随着水下设备功率的增大,脐带缆线径变粗、卷线盘变大,因此要根据实际需求定制最合适的机器人。
四、辅助工具、传感器
机械手、采样器、毛刷、声呐、水质传感器等查湃提供多种配套工具和传感器,让机器人平台功能更强大,成为名副其实的“水下全能工作站”。
五、用户模块
还可以搭载客户指定的水质传感器、声呐传感器、智能摄像头等模块,提供定制化的机械接口、通讯接口和供电,更便利更低成本地完成水下任务、施工、实验等。