水下機器人,也叫水下無人機,水下潛(航)器,英文稱Underwter Robots 或者UUV(Unmanned Underwater Vehicle)是水-陸-空無人平臺的重要分支,水下探測開發的重要平臺載體。一般分為有纜遙控型(ROV)和無纜自主型(AUV)。它搭載攝像頭、溫度傳感器、作業工具、水質傳感器等潛入深水,通過人員遠程操控或自主控制的方式完成水下觀測、取樣、擰緊、旋轉、拾取、丟棄等甚至更復雜的水下任務。查湃設計生產的便攜式水下機器人,精巧便攜,但牢固耐用,采用與空中無人機相同的控制系統和架構,兼容MAVLINK通訊協議,為未來水陸空聯動奠定通訊基礎。
與傳統的水下機器人、潛航器相比,它具有輕巧便攜、成本低、可靠性高、操作簡單等優點,被廣泛應用于打撈救援、水下基礎設施巡檢、水下管道和線纜的巡檢、海洋漁業等領域,甚至在軍事國防、海洋風電、海洋油氣、海洋科考等高端行業也開始用水下機器人替代傳統的重型作業裝備。
隨著人工智能技術快速發展,圖像識別技術、目標跟蹤、軌跡規劃、軌跡優化、無人機編隊、數據挖掘等技術日益成熟,水-陸-空機器人協同作業,不可分割。智能化裝備的升級,將重新定義防衛、應急、測繪、城市管理的工作方式。由于無人機操控系統的個性化設置需求,無人機將成為每個專業人員工作中必需的輔助工具。
水下機器人通常是由岸基控制臺、水下本體、通訊和供電系統、輔助工具、傳感器和用戶模塊構成。
一、岸基控制臺
用于機器人通訊、視頻顯示、數據保存。本質上是一臺安裝了機器人控制軟件的計算機。對于一般的操作手,岸基控制臺主要作用是操控機器人;而對于高級開發者,岸基控制臺可以對機器人進行變成和二次開發。控制臺除了實時顯示水下高清視頻,還實時顯示水下無人機的數據面板,實現水深、水溫、艙溫、機器人水下航向、橫滾姿態、電源電壓/電流讀數、水下照明強度、動力級別、攝像頭云臺俯仰角等全面的機器人本體和水環境數據展示
二、水下本體
這部分由推進器、電子艙(含云臺攝像頭)、水下燈、電池艙、浮力材料(黃色的部分)和主框架構成。本體部分可以根據需求做定制或升級改造。通常情況下選擇標準配置即可。對于大的可變負載需要升級更大推力的推進器,對于續航時間要求較高的情況需要升級電池容量,或者搭載輔助攝像頭等。
對客用艙,可以采取來圖定制,浮力配平的方式完成制作,滿足客戶的個性化水下實驗、水下科研需求。
三、通訊和供電系統
對于電池供電的機器人,零浮力臍帶纜為水下本體提供通訊介質。通常情況下推薦100m/200m/300m的臍帶纜。對于更遠的通訊距離,需要根據不同的通訊距離定制通訊系統。電池供電不依賴外界電源條件,電源干凈,只要準備充足的電池,可以實現長時間水下工作。
對于水面供電的機器人,零浮力臍帶纜為水下本體提供通訊介質的同時提供供電。水面供電原理上可以實現長時間的連續作業,堪稱“水下勞模”,但是隨著水下設備功率的增大,臍帶纜線徑變粗、卷線盤變大,因此要根據實際需求定制最合適的機器人。
四、輔助工具、傳感器
機械手、采樣器、毛刷、聲吶、水質傳感器等查湃提供多種配套工具和傳感器,讓機器人平臺功能更強大,成為名副其實的“水下全能工作站”。
五、用戶模塊
還可以搭載客戶指定的水質傳感器、聲吶傳感器、智能攝像頭等模塊,提供定制化的機械接口、通訊接口和供電,更便利更低成本地完成水下任務、施工、實驗等。