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全球首艘500噸級小型無人貨船下水 中國無人航行業(yè)的厚積薄發(fā)

Rui8_Iotchannel ? 來源:電子發(fā)燒友網(wǎng) ? 作者:工程師譚軍 ? 2018-07-11 11:10 ? 次閱讀

無人車、無人機(jī)一直都是無論產(chǎn)業(yè)外還是產(chǎn)業(yè)內(nèi)都津津樂道的話題。不知道大家還可否記得除夕之夜以酷炫的姿態(tài)穿過“超級工程”港珠澳大橋的81條無人艇。無人艇與無人車、無人機(jī)等一道正式拉開了無人駕駛的新時(shí)代。另外,全球首艘500噸級小型無人貨船,這艘無人貨船將于今年年底下水,預(yù)計(jì)2019年率先在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營,開啟無人航運(yùn)之門。

周健(珠海云洲智能科技有限公司,硬件總監(jiān))

1986年畢業(yè)于東南大學(xué) 電氣技術(shù)專業(yè);

香港特區(qū)引進(jìn)專業(yè)人才,廈門市物聯(lián)網(wǎng)專家、“雙百計(jì)劃領(lǐng)軍型創(chuàng)業(yè)人才”;多次榮獲部省市級科技進(jìn)步獎(jiǎng),參與“無線列調(diào)鐵路標(biāo)準(zhǔn)”、“C3G”、“礦山安全六大系統(tǒng)”等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定;

長期從事微波雷達(dá)/衛(wèi)星/無線通信半導(dǎo)體器件、部件組件、整機(jī)以及系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、工程應(yīng)用;具有研究所、國企、民企、外企及港高校工作經(jīng)驗(yàn),積累了從售前、售后服務(wù)到產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)、工程實(shí)施以及中外技術(shù)橋接等方面工作的理論和經(jīng)驗(yàn)。

聯(lián)動(dòng)原素i訪談對話周健

Q

首先請您簡單介紹一下云洲的創(chuàng)立背景?目前的團(tuán)隊(duì)規(guī)模有多大?核心團(tuán)隊(duì)的背景是怎樣的呢?

周健:2007年起,在全球范圍內(nèi),無人艇的關(guān)鍵核心技術(shù)大都掌握在美國、以色列等國的海軍研究機(jī)構(gòu)手中,對中國完全處于技術(shù)封鎖狀態(tài)。與中國航母等“國之重器”走過的引進(jìn)、吸收道路不同,中國“無人艇行業(yè)”走的完全是一條自主研發(fā)之路,依靠自身積累,一步步摸索、前行。2008年,在香港科技大學(xué)讀書期間,以張?jiān)骑w為首的云洲創(chuàng)始團(tuán)隊(duì),就開啟了無人艇相關(guān)領(lǐng)域的探索研究,研制出了第一代水質(zhì)監(jiān)測無人船樣機(jī)。全球范圍內(nèi)針對無人操作系統(tǒng)的研究,香港科技大學(xué)堪稱“基地重鎮(zhèn)”,涌現(xiàn)出一批以“大疆”創(chuàng)始人汪濤為代表的青年才俊。

在此后一年半時(shí)間里,張?jiān)骑w與創(chuàng)業(yè)伙伴輾轉(zhuǎn)廣東、云南、四川、北京等地進(jìn)行市場調(diào)研,發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域的無人船市場空間巨大。從最初因?yàn)榕d趣而做船,到感到有意義而創(chuàng)業(yè),再到感到責(zé)任和使命而駛向深藍(lán),直至現(xiàn)在深信行業(yè)可以架設(shè)人類與海洋的橋梁。作為中國無人船艇行業(yè)領(lǐng)航者,云洲始終不斷挑戰(zhàn)和創(chuàng)新。

目前,在云洲252人的團(tuán)隊(duì)中,研發(fā)團(tuán)隊(duì)就占了98人,平均年齡是36歲。其中博士8人,碩士33人,研究員級、教授級高工9人,高級工程師 8人,設(shè)置了5位技術(shù)總監(jiān),涵蓋無人艇總體、雷達(dá)、硬件、軟件、海洋應(yīng)用技術(shù)5個(gè)方向。這些人才中,多人獲得過國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)和國防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。

Q

貴公司目前的無人艇都實(shí)現(xiàn)了哪些技術(shù)上的突破呢?

周健:A.2016年8月,攻克公開水域全自主航行,比美軍晚19個(gè)月,經(jīng)軍方鑒定自主能力等級達(dá)美軍~4級,國際一流;

B.自主航行,智能避障,協(xié)同控制等多項(xiàng)技術(shù)被鑒定為國際領(lǐng)先;

C.2017年12月,實(shí)現(xiàn)81條無人艇海上自主集群編隊(duì),創(chuàng)世界最大規(guī)模集群紀(jì)錄;

D.首套無人艇控制系統(tǒng)、首次5000米海拔作業(yè)、首次南極極地作業(yè);

E.16噸級無人艇,續(xù)航力4000海里,2017年10月在南海連續(xù)航行22天,2400海里,創(chuàng)世界最長巡航紀(jì)錄。

云洲“瞭望者”號警戒巡邏無人艇

Q

貴公司設(shè)計(jì)該無人艇的初衷是什么?設(shè)想中的應(yīng)用場景是怎樣的?目前無人艇應(yīng)用在哪些場景比較多?解決哪些痛點(diǎn)問題?

周?。汗鞠群笸瞥隽耸澜绲谝凰噎h(huán)保無人艇,中國第一艘海洋調(diào)查無人艇,中國第一艘隱身無人艇和中國第一艘軍民兩用無人艇等科技產(chǎn)品。至今已形成環(huán)境測量、海洋調(diào)查、安防救援、軍事應(yīng)用、無人航運(yùn)五大業(yè)務(wù)版塊,完成無人船行業(yè)布局。

在環(huán)保和海洋業(yè)務(wù)領(lǐng)域,云洲提供智慧環(huán)保、智慧海洋等系列產(chǎn)品及服務(wù)解決方案。云洲無人船在天津港特大爆炸事故環(huán)境應(yīng)急處理、青藏高原科考,以及南海某島礁的海域調(diào)查、第34次南極科考等多項(xiàng)國家任務(wù)中表現(xiàn)出色。目前云洲近400條無人船在國內(nèi)23個(gè)省份,5個(gè)自治區(qū),2個(gè)特別行政區(qū)和近100個(gè)市縣,正積極發(fā)揮作用。

云洲全面涉足軍民融合國家戰(zhàn)略,推出多款軍用、軍民兩用無人艇產(chǎn)品,于2016年先后三次參加海上重要活動(dòng),填補(bǔ)了國內(nèi)無人艇軍事運(yùn)用的空白。云洲作為民營企業(yè)承擔(dān)多個(gè)裝備的總體,成為軍用無人艇領(lǐng)域當(dāng)之無愧的領(lǐng)航企業(yè)。

隨著自動(dòng)駕駛、人工智能技術(shù)的發(fā)展,國際航運(yùn)業(yè)巨頭紛紛布局無人航運(yùn),2017年底,云洲基于近十年的無人船研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),與珠海市政府、中國船級社、武漢理工大學(xué)四方聯(lián)合啟動(dòng)建造全球首艘500噸級小型無人貨船,這艘無人貨船將于今年年底下水,預(yù)計(jì)2019年率先在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營,開啟無人航運(yùn)之門。

“筋斗云”無人貨運(yùn)船設(shè)計(jì)圖

Q

據(jù)了解無人艇關(guān)鍵核心技術(shù)大都掌握在國外的海軍研究機(jī)構(gòu)手中,你們作為民營企業(yè),其自主研發(fā)的難點(diǎn)在哪呢?

周?。簾o人艇的核心關(guān)鍵技術(shù)包括船體平臺(tái)、控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)三大塊,最核心的是控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)智能的安全航行和可靠的自動(dòng)化操控能力,也就是自主控制能力,依賴于感知、決策、控制三大關(guān)鍵技術(shù),即解決 看得清、避得開、走得準(zhǔn)的問題,涉及到多傳感器多目標(biāo)數(shù)據(jù)融合問題、遵守避碰規(guī)則同時(shí)考慮異常駕駛情況的決策規(guī)劃問題、非線性欠驅(qū)動(dòng)控制問題,需要大量的數(shù)學(xué)建模和實(shí)際測試驗(yàn)證工作,通過8年的研發(fā),我們積累了很多這方面的理論研究和工程實(shí)踐成果,已經(jīng)在2016實(shí)現(xiàn)了自主避障的關(guān)鍵技術(shù)突破,并通過這兩年的迭代優(yōu)化改進(jìn),2018年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集群編隊(duì)的關(guān)鍵技術(shù),目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了3.5級的自主控制能力,基本與國外海軍持平,目前大家都在往復(fù)雜環(huán)境和復(fù)雜任務(wù)應(yīng)用上的自主能力攻關(guān)。無線通信組網(wǎng)同步、抗干擾等方面,我們也積累了大量理論基礎(chǔ)和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。

Q

與無人機(jī)、無人車相比較,其技術(shù)有哪些相同,有哪些不一樣?

周健:從理論基礎(chǔ)和體系結(jié)構(gòu)基本一樣的,只是面對的環(huán)境不一樣,采取的傳感器有差異,動(dòng)力學(xué)模型和參數(shù)不同,所以算法要解決的問題和優(yōu)化的目標(biāo)不同。運(yùn)動(dòng)控制是無人系統(tǒng)的基礎(chǔ),只有精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制才可以保證航行安全的控制和任務(wù)執(zhí)行的準(zhǔn)確性,相對來講,無人船在水上受到的風(fēng)浪流涌的干擾,比無人車受到的運(yùn)動(dòng)干擾要大很多,因此對無人船的運(yùn)動(dòng)控制算法造成了比較大的魯棒控制問題,并且無人船的載荷變化、不同滑行狀態(tài)、機(jī)械結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)等對動(dòng)力學(xué)參數(shù)有影響,類似的時(shí)變參數(shù)導(dǎo)致了運(yùn)動(dòng)控制的自適應(yīng)控制問題,還有船舶運(yùn)動(dòng)固有的大慣性、強(qiáng)時(shí)滯的非線性特點(diǎn),這都是比無人車嚴(yán)重的問題。另外在看得清的問題上,水面上容易出現(xiàn)木樁、纜繩、浮標(biāo)甚至人等小目標(biāo),而水面目標(biāo)比陸地目標(biāo)具有更多的波浪阻擋和反射干擾,導(dǎo)致無論是聲、光、電傳感器都容易造成誤警和漏檢問題,比無人車更難準(zhǔn)確地檢測和估計(jì)小目標(biāo)。

Q

目前云洲無人艇協(xié)同控制技術(shù)處于什么樣的水平地位?

周?。簾o人艇編隊(duì)協(xié)同是一個(gè)復(fù)雜的過程,涉及到多個(gè)平臺(tái)的信息在時(shí)間、空間上的相互配合。在2018春晚首次亮相后,云洲近期在萬山無人船測試場再次進(jìn)行了無人艇協(xié)同編隊(duì)測試,實(shí)現(xiàn)了無人艇群自適應(yīng)精準(zhǔn)控制。完成了無人艇集群的隊(duì)形保持、動(dòng)態(tài)任務(wù)分配、隊(duì)形自主變換、協(xié)同避障和容錯(cuò)控制等測試科目,多Agent框架下的無人艇集群在動(dòng)態(tài)環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)決策與協(xié)同一致性技術(shù)得到驗(yàn)證,在世界范圍尚屬首次。

美國海軍曾在2014年8月的一次演習(xí)中實(shí)現(xiàn)過13艘無人艇的蜂群作戰(zhàn)測試,為一個(gè)重要的目標(biāo)母艇保駕護(hù)航。演習(xí)過程中利用無人艇群的傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)了模擬的敵方船只,無人艇 艇群隨即作出反應(yīng),包圍和攔截?cái)撤酱?,保護(hù)本方船只安全撤離。這是截止目前軍方所公開的消息中最大規(guī)模的一次無人艇協(xié)同編隊(duì)。而這13艘無人艇編隊(duì)中,只有5艘采用自動(dòng)控制,其余8艘采用遠(yuǎn)程遙控。

云洲無人艇在今年春晚亮相的81艘無人艇列陣,在規(guī)模數(shù)量上是空前的。而這次在萬山海上測試場實(shí)現(xiàn)的更為復(fù)雜的56條無人艇協(xié)同編隊(duì),每條艇都有獨(dú)立的信息綜合處理能力和決策能力,通信組網(wǎng)順暢,這比自主航行更加智能。這標(biāo)志著中國無人艇的協(xié)同控制技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

Q

通過不同級的自主控制主要代替人的哪些工作呢?

周?。?a href="http://www.asorrir.com/v/tag/1453/" target="_blank">環(huán)境監(jiān)測無人船:a.水質(zhì)采樣(地表水/分層);b.水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)測;c.污染源溯源;d.水下暗管探測;e.水下地形測繪f.水文流量流速測量。

海洋調(diào)查無人船:a.物理海洋觀測;b.海底探測;c.海洋工程勘察;d.海洋生化環(huán)境監(jiān)測。

安防搜救無人船:a.海事海監(jiān);b.巡邏執(zhí)法;c.偵察取證;d.應(yīng)急救援。

軍用應(yīng)用:a.集群協(xié)同;b.警戒攔截;c.電子對抗;d.偵察反潛。

無人貨運(yùn):a.內(nèi)河航運(yùn)、海島補(bǔ)給。

Q

為了確保無人艇同步接受信息指令,你們在通信這一塊是怎樣解決的?

周健:無人艇編隊(duì)協(xié)同無線通信系統(tǒng),由編隊(duì)指揮控制中心系統(tǒng)和若干無人艇控制系統(tǒng)組成,通過編隊(duì)的通信系統(tǒng)交鏈,形成一個(gè)控制指揮網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)各自的使命任務(wù)要求,分別進(jìn)行信息的獲取、收集、處理、存儲(chǔ)、發(fā)送和使用,是海上編隊(duì)任務(wù)的信息資源,向指揮中心實(shí)時(shí)提供信息訪問服務(wù) 。

以網(wǎng)絡(luò)化的編隊(duì)無線通信網(wǎng)為基礎(chǔ),以區(qū)域無縫的網(wǎng)絡(luò)覆蓋為平臺(tái),以編隊(duì)信息共享和綜合電子對抗技術(shù)為主要控制手段,以網(wǎng)絡(luò)化指揮控制為核心的一體化控制指揮的體系結(jié)構(gòu),為無人艇編隊(duì)協(xié)同提供一個(gè)安全的、高效的、先進(jìn)的、適用的、經(jīng)濟(jì)的、能夠滿足無人艇編隊(duì)任務(wù)海域內(nèi)的信息交換網(wǎng)絡(luò),使網(wǎng)絡(luò)具有高度的開放性和所提供設(shè)備在技術(shù)上的兼容性,留有充分的升級和擴(kuò)充的可能性,充分利用微波頻譜資源,為以后擴(kuò)充到更高速率提供充分的余地。

Q

你們的無人艇結(jié)合了哪些人工智能技術(shù)?幫助其解決了什么問題?接下來設(shè)想還會(huì)有哪些技術(shù)應(yīng)用在無人艇之上?

周?。翰捎昧酥R(shí)庫、機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)視覺、群集智能等人工智能技術(shù),解決決策、感知和協(xié)同控制的問題,接下來,主要是考慮人工智能的端系統(tǒng)化,實(shí)現(xiàn)基于軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的機(jī)器學(xué)習(xí)和智能決策系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算的分布式多智能體技術(shù)的人工智能。

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原文標(biāo)題:從環(huán)保無人船到海上無人艇,全球首艘500噸級小型無人貨船也要下水了

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    SpaceX計(jì)劃2年內(nèi)將向火星發(fā)射5無人飛船

    美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)創(chuàng)始人埃隆·馬斯克近日在社交媒體上宣布了一項(xiàng)雄心勃勃的火星探索計(jì)劃。據(jù)馬斯克透露,SpaceX計(jì)劃在接下來的兩年內(nèi),向火星發(fā)射約五無人星際飛船,這標(biāo)志著該公司向火星殖民的宏偉目標(biāo)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。
    的頭像 發(fā)表于 09-25 15:49 ?618次閱讀

    易控智駕無人駕駛項(xiàng)目落地紅沙泉露天煤礦

    在國能新疆紅沙泉一號露天煤礦上,一輛輛白色無人駕駛礦卡在層層疊疊的礦山中穿梭作業(yè),40臺(tái)百新能源無人駕駛礦卡 ET100已經(jīng)正式規(guī)模化“上崗”,并已實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定“下人”運(yùn)行。
    的頭像 發(fā)表于 09-03 10:01 ?976次閱讀

    國產(chǎn)大型無人運(yùn)輸機(jī)成功首飛

    據(jù)央視新聞報(bào)道,昨天我國自主研發(fā)的大型雙發(fā)無人運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行了首次飛行試驗(yàn),取得圓滿成功。此次試飛的無人運(yùn)輸機(jī)由四川騰盾科創(chuàng)股份有限公司自主研發(fā);具備2商載能力,極大的助力低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展
    的頭像 發(fā)表于 08-12 17:03 ?1522次閱讀

    行業(yè)盤點(diǎn):淺析無人叉車在家居行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域

    無人叉車在家居行業(yè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在提高物流效率、降低人力成本、優(yōu)化倉儲(chǔ)管理以及增強(qiáng)作業(yè)安全性等方面。以下是具體的應(yīng)用場景和優(yōu)勢:? 一、提高物流效率? 自動(dòng)化搬運(yùn):無人叉車能夠自動(dòng)完成家具成品從產(chǎn)線
    的頭像 發(fā)表于 08-09 14:02 ?381次閱讀

    開源項(xiàng)目!用ESP8266 DIY會(huì)爬墻的無人機(jī)

    這篇項(xiàng)目將和大家分享如何制作ESP8266無人機(jī)(這個(gè)無人機(jī)可以爬墻)以及它是如何工作的。 我們都知道無人機(jī)的功能是什么,就是能飛,如果告訴你這個(gè)無人機(jī)能爬到墻上或者像潛水艇一樣進(jìn)入
    發(fā)表于 07-04 09:22