水下机器人水下目标的探测和水下观察

发布者: 发布时间:2016/10/4 0:53:35 阅读:次 【字体:

 水下目标的探测定位、状态观察锁定工作是一切水下救助打捞工作的基础。水下环境是一个相比陆地环境包括空间环境更为复杂的世界,其基本的水下能见度、电磁衰减、水流、压差四个要素就决定了水下工作的难度,而水下目标的探测完全被前两个要素所限制,从救捞角度讲作业的成败,效率、效果的好坏,很大程度上取决于目标的探测和水下观察。于是,水下机器人进入大众视野,开始代替人工进行水下作业。

        我国的救捞,包括海军部队防险救生工作已经走过了几十年不断发展提高的光辉历程,在整个业务工作中摸索和总结出许多宝贵的经验。我国很多企业长期从事水下作业的技术研究和设备开发生产工作,总结了以旁扫声纳、图像声纳、水下电视三项设备为基础的水下目标三级探测,通过水下机器人ROV搭载水下声呐等水下设备,现在已经成为目前水下救捞特别是海上救捞最为行之有效的技术手段。

        目前国内外侧扫声纳有许多厂家产品,但不管那一种型号,都离不开与水声特性密切相关的频率特性,即频率的高低也就决定着声纳作用距离和分辨率两个最直接的使用技术指标,其作用距离远的也就注定要分辨低。而图像声纳的工作频率则在670 KHz以上,当然分辨率要比侧扫声纳要高。

        不同的是侧扫声纳是拖曳式工作,换能器发射是条带式固定波束,要靠船只的拖带形成扫描,并与船只的航线形成扫描带,由于侧扫声纳工作频率多在400 KHz以下,一般可形成400米左右的探测宽度,较为适合较大范围下目标的初级探测,但对中小船只和飞机残骸等中小目标,一般多以点式显现,不易辨认,尤其是在背景复杂的水底环境就更加需要判图能力,所以较为适合一级探测。

        图像声纳设备,目前国际上也是品种越来越多,主要分为扫描声纳和多波束声纳,扫描声纳又分为机械扫描和电子扫描,其各有利弊,经过近二十年的使用对比,尤其是近年来本单位与有关单位合作开发SXGCI型机动式水下观察探测系统专用图像声纳以来,我们认为CTSI型图像声纳从整体技术指标上看还是更适合我国的使用,其主要特点是工作频率高,675KHz,水平360º扫描,垂直100º以上开角,作用距离最大可达200米,在内陆江河等中小水域可直接探测目标,在海上可与侧扫声纳配合形成强有力的二级探测,最大特点是可以在工作船零航速下,进行静止探测,其分辨率有时能够直接显现潜水员在水下的影像及运动,在目标与潜水员之间形成水声影像或导引功能,甚至有时水面可以直接判断出潜水员是站立还是俯卧爬行。对于一艘船只在相应距离下,完全可以判断出目标的姿态、航向、倾斜等,并对非金属物质也具有较好的探测能力,一般在开阔海区的海底可以在30米以外发现一个小型饮料拉罐,是目前最适合国内使用的经济型探测声纳,操作员培训周期也仅为12周。

   水下电视设备,目前国内外的产品就更多了,但开发生产出功能完备,性能先进、可靠的水下电视还是有一定难度的。水下电视也是最容易被人们认识和接受为水下探测的最终和最直观可靠的观察设备。SXDIIIBF型水下电视从图像效果、功能设置到各项工艺都达到了一个较高水准,该型水下电视从2003年初投放市场后,基本无维修记录,深受部队、地方用户的欢迎,水下电视的使用不仅解决了水下观察录相问题,还是通过配置的水下灯提供了可靠的水下照明条件,从工效和安全性上都有了一个较大提高,成为了名副其实的水下探测观察设备,在系统上完善了水下目标的三级探测理论。

        我国的救助专业队伍,尽管是从原救捞体系分离出来的,有一定的救助经验,但要实现包括内陆江河在内广阔水域的快速有效的救助,尤其是要完成好包括灾后处理在内的以人道主义体现为中心的系统救助工作,依靠传统经验和手段是远不够的,从技术手段上需有一个大的突破,一定要解决好水下目标的探测定位这一中间环节,建设一支快速可靠的国家救助队伍。

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