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《海洋观测与探测联合实验室（西安光机所部分）利用水下光学导引技术成功进行AUV水下对接试验 》

  • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者： liguiju
  • 发布时间：2019-06-21

  • 海洋试点国家实验室海洋观测与探测联合实验室（西安光机所部分）科研人员近日利用水下光学导引技术在西北工业大学航海学院水池进行了近距离AUV回收精准对接试验。

    试验中，水下AUV相距回收站20米，AUV分别偏离回收站中轴线水平方向0°、10°和20°， AUV均准确进入了回收站。结果表明，光学导引头能够及时、准确的将AUV姿态信息和距离信息上传至AUV动力控制系统。相关技术有助于提高自治式潜水器效率、节约时间与能源，不仅适应深海空间站科技专项工程的需求，还将为推动我国各类深海潜水器的应用奠定坚实的技术基础。

    据了解，AUV 水下对接技术是一种可以为 AUV 提供能源补充和信息交换的系统，从而极大地增强 AUV的长期及远程工作能力。常见的水下对接方式有声学导引、电磁导引、光学导引，其中声学导引作用距离远，作用范围广，但距离较近时定位误差比较大，精确定位难度大；电磁导引使用较少，仅仅是实验室试验阶段，实现难度大；光学导引是水下近距离精确导引的最佳对接方式。

  • 原文来源：http://www.qnlm.ac/page?a=5&b=2&c=194&d=1&p=detail
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  • 《AUV利用水下光学无线通信从海底自动检索观测数据》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2022-06-15
    • 日本国立海洋研究开发机构（JAMSTEC）海洋地勘与工程研究所（MarE3）所属工程部研究人员已经利用水下光学无线通信设备，成功地从安装在海底的观测系统中自动检索观测数据。 在海底安装的传统观测设备中，回收和重新安装仪器对于检索观测数据是必不可少的。不过，回收和重新安装费力且昂贵，而且会导致观察不连续，使数据质量下降。这也是世界上首次在水下演示用自主式水下航行器（AUV）自动检索海底仪器数据的方法。这种方法在未来将有助于降低观测成本和提高数据质量。 该研究小组与岛津公司合作，一直在开发实现水下光学无线通信技术。在这项研究中，研究人员试图利用水下光学无线通信设备与在深海海底的AUV建立水下Wi-Fi连接，从海底安装的观测仪器中获得数据。 用于深海海底观测的海洋登陆器“FFC11K”被放置在Sagami湾1420米深的深海海底，AUV"AUV-NEXT"可以自主接近并利用安装在它们身上的光学通信装置收集数据。其目的是获得使用安装在FFC11K上的4K分辨率相机拍摄的海底图像。由于AUV不能以低速接近海底，而且低速时机动性能变差，AUV以一定的深度和巡航速度在FFC11K上航行并经过。即使AUV经过FFC11K上空的时间很短（约10秒），也能成功地用光通信获取FFC11K拍摄的海底图像（约130KB）。 值得注意的是，光学无线通信状态是通过声学通信从AUV传送到辅助船"Yokosuka"，由操作人员不断监测。此外，这一连串的操作，除了发出接近目标的指令外，都是自主进行的。 当采用这种方法进行深海海底观测时，即使是在没有水下电缆的海洋区域，也没有必要使用船只来回收观测仪器。AUVs可以在任意时间自动检索数据，从而实现在同一地点的连续观测。 这种方法可用于使用压力计等传感器观察海底地壳运动等领域，其中高频数据检索是可取的。此外，这个项目的成功极大地推动了"自动海底观测"这一最终目标的实现，即从沿海基地出发的AUV将自主地巡视多个水下观测仪器，然后再返回基地，只检索观测数据。在未来，科研人员希望能够继续改进通信设备，加强数据检索方法，探索更有效的数据检索方式，并争取进一步推进系统的发展。（李桂菊 编译）
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  • 《央视聚焦海洋国家实验室水下滑翔机海燕》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2018-02-02
    • 　　1月26日，中央电视台播出了大型纪录片《创新中国》第五集《空海》。海洋的幽暗深处，孕育着不为人知的生命。从制造“天宫”到化身“蛟龙”，中国人梦想飞向太空，也在努力探索深海。水下机器人如何迎击台风，完成“不可能的任务”？在这一集中，天津大学水下滑翔机“海燕”惊艳亮相（34分29秒至41分40秒），徐徐展现中国创造打破国外技术封锁，在台风中心完成现场观测，获得台风过程中的海洋精细化参数信息的全过程。天大团队用科技成果讲述“创新”故事，展现转型与变迁造就的活力，展现新时代中国的自豪与信心。 　　《创新中国》是一部讲述中国最新科技成就和创新精神的纪录片。全片共6集，内容包括《信息》、《能源》、《制造》、《生命》、《空海》、《潮起》。该记录片关注最前沿的科学突破、最新潮的科技热点，聚焦信息技术、新型能源、中国制造、生命科学、航空航天与海洋探索等前沿领域，用鲜活的故事记录当下中国伟大的创新实践。 　　在《空海》一集中出现的天津大学“海燕”——“混合驱动水下航行器关键技术与应用”项目，又名水下滑翔机，是一种基于精准浮力调控的无人航行器、潜水器。由于拥有国际先进的水下滑翔机一直是建成世界海洋强国重要的标志性成果之一，因此美国等国对该技术一直进行严密封锁。但“海燕”既打破了国外对我国技术封锁的壁垒，也扭转了我国在某些关键技术上受制于人的局面。 　　“海燕”，器如其名，相比于传统无人无缆潜水器（AUV），可谓身轻体瘦。它融合了浮力驱动与螺旋桨推进技术，不但能实现和AUV一样的转弯、水平运动，且具备传统滑翔机剖面滑翔的能力（即进行“之”字形锯齿状运动）。无论在续航里程、下潜深度以及稳定性等诸多方面，“海燕”都不输于国外同类产品。 　　如今，“海燕”率先在我国海洋关键技术与示范应用方面“大显身手”。除了成功应用于“南水北调”水源地水质监测、南海环境调查等国家重大工程和海洋国防建设事业，2017年8月份，7台专门用于观测台风的“海燕”水下滑翔机组网协作配合，先后主动迎击“天鸽”和“帕卡”两大台风，是我国首次使用水下滑翔机获得台风现场的全过程温盐、海流数据，获得数百个观测剖面，结合同步开展的其他综合观测，这些资料将对台风研究起到重要的推动作用。 　　至台风逼近时，“海燕”们距离台风“天鸽”中心仅约十公里，实现了台风路过的全程观测。在观测过程中，自动优化并调整航路，在台风区开展高频次的剖面测量，获得台风下的海洋温盐、流速等参数信息。“海燕”在和台风搏斗了20多个小时后，成功带着数据返航，而此次参与观测的“海燕”水下滑翔机在台风中工作正常，未受破坏，表现出很强的可靠性与抗风浪能力。“我心里松了口气，我知道我们这些‘海燕’滑翔机真正经历了一次洗礼，在恶劣的海况条件下生存下来。”参与“海燕”项目研究的团队核心成员王延辉说。 　　“打破国外垄断，我们的技术一直在不断地进步，并且和发达国家的差距在不断缩小，这是我们工作最大的乐趣和回报。”“海燕”团队负责人、机械学院学院教授王树新说。团队已经把花费十年研究的“海燕”项目整体搬迁到了海洋国家实验室，在中国最高等级的海洋科研机构，继续从事海洋领域最前沿的科技研究。正像纪录片中所说，“‘海燕’又要出发了，此次目的地是更远、更深的大洋，它们将同国家实验室的其他科考队伍一起，描绘蓝色国土的样貌”。 　　中央电视台纪录频道：http://tv.cctv.com/2018/01/26/VIDEAuhaJqSuNkvsjI3geXJN180126.shtml
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