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自主式水下航行器（海洋機器人）
項目成果/簡介: 經過多年的努力，國內AUV研究已取得長足進展，然而仍存在可靠性差、智能水平低等問題，難以應對復雜海底環境，不能滿足我們對高效率作業和長期自主性的迫切需求。為解決上述關鍵問題，中國海洋大學致力于研發面向長航程深海觀測任務的具有數據驅動能力的新一代AUV系統。在結合自主導航系統精確定位與高性能的運動控制基礎上，根據AUV調查任務需求，通過對海量高維觀測數據的關鍵特征實行快速分析，賦予AUV系統對航行路徑的智能決策能力，極大提升了海洋調查任務實施的質量與效率。 “旗魚”系列AUV是具備高智能性、自主性、靈活性的自主式水下機器人，在海洋科學研究、資源調查、應急搜救等民用領域，以及情報偵測、探雷滅雷、戰場支援等軍事領域發揮著關鍵作用。旗魚系列AUV具備如下優點： （1）易操作，具有圖形化的任務界面使得任務規劃過程簡單快捷； （2）易布放和收回，三型AUV都配備專用布放回收吊鉤，用戶可以使用簡易回收桿手動使潛器與母船吊放機構建立連接； （3）大航程，可選高配置電池艙，續航力可增加50%； （4）高航速，水動力學優化設計，航速最高可達5節； （5）高可靠性，聲學跟蹤功能、AUV纏繞物切斷與自主擺脫、冗余自救設計、硬件軟件設計和測試等，確保系統高可靠性； （6）模塊化設計，系統包含基本配置與用戶自定義配置，可根據任務要求更換模塊化任務艙段。項目階段:小試、中試階段效益分析:民用市場：未來5年，AUV年需求量5~10倍的增長，集中在海洋漁業、港口安防、近海能源設施無人值守、海洋工程服務、海洋觀測網等。軍用市場：隨著新式作戰模式的確立，將有爆發時發展，未來海上戰爭逐漸走向無人化，各種海洋機器人武器系統將大量裝備。潛在合作單位：青島澎湃海洋探索技術有限公司、青島海力旭機電科技有限公司、青島華通軍工投資有限公司、杭州騰海科技有限公司等。知識產權類型:發明專利 、 軟件著作權知識產權編號:ZL200810237864.X 201510789501.7技術成熟度:通過中試技術先進程度:達到國內領先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無
中國海洋大學
2021-04-11
“神龍號” 深海水下機器人
項目成果/簡介:水下機器人作為一種高新技術手段在海洋開發和利用領域的重要性不亞于宇宙火箭在探索宇宙空間中的作用。它可以代替人類完成復雜海洋環境，特別是深海異常環境（如地質活動頻繁的熱液區）的環境探測、資源調查和開發等任務，因而具有十分廣闊的應用前景和科研價值。“神龍號”深海水下機器人（AUV）是一種具有高精度水下自主導航能力和多種海洋要素觀測能力的自主水下探測與運載平臺，可以實現深海復雜環境下大范圍、多尺度的精確自主導航以及大深度、大范圍、多參數、實時觀測，對解決深海大洋研究面臨的重大科學挑戰、支撐“透明海洋”工程建設具有重要的意義。該機器人可以完成1500m以內的海底地形地貌測繪、自適應多AUV組網觀測、多海洋環境參數綜合觀測、海底深海礦藏勘查、水下救援等，為突發海洋事件應急處理、深海大洋高機動性實時觀測、水下目標探測及預警等提供了重要設備支撐。項目階段:工業化生產階段效益分析:“神龍號”深海水下機器人搭載自主研發的基于聲納和水下視覺的高精度組合導航系統，可以克服單一導航系統的不足，充分發揮聲學導航、視覺和結構光導航系統各自的優勢，為AUV向更廣闊、更長程、更復雜的工作海域發展提供有力的保障，對AUV使用成本的降低和產業化起到極大的推動作用。“神龍號”深海水下機器人可廣泛應用于海底基礎網絡維護、水下考古、深海礦藏勘查，深海環境考察、海洋工程等領域，應用前景十分廣闊，而且經濟效益顯著。與駐青的青島海洋科學與技術國家實驗室、青島海洋地質研究所、海軍潛艇學院開展合作，現階段處在項目支持的前期研究中。與外地的合作單位有：中船重工集團，國家海洋局等單位。知識產權類型:發明專利 、 軟件著作權知識產權編號:ZL201010534188.X技術成熟度:可以量產技術先進程度:達到國際先進水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無獲得經費:400.00萬元
中國海洋大學
2021-04-11
一種微型自主式水下航行器
本發明公開了一種微型自主式水下航行器，包括機身、安裝在機身上的推進單元和控制單元，所述機身的底面中部為導流區，所述推進單元包括多臺橫置在導流區周邊用以控制水流進出導流區下方的雙向推進器，所述機身依靠導流區與水流之間的作用力而升降。本發明的微型自主式水下航行器，不僅使運動更加靈活，還可使航行器直接垂直方向運動即上浮或下潛，動力也更加充足，并且有效簡化了航行器的結構，控制過程也更簡單，提高了工作效率和工作質量，本發明在上升和下沉過程中，可以沒有水平的移動，從而使機身運行更平穩，定位更準確。
浙江大學
2021-04-11
自主式水下航行器（海洋機器人）
經過多年的努力，國內AUV研究已取得長足進展，然而仍存在可靠性差、智能水平低等問題，難以應對復雜海底環境，不能滿足我們對高效率作業和長期自主性的迫切需求。為解決上述關鍵問題，中國海洋大學致力于研發面向長航程深海觀測任務的具有數據驅動能力的新一代AUV系統。在結合自主導航系統精確定位與高性能的運動控制基礎上，根據AUV調查任務需求，通過對海量高維觀測數據的關鍵特征實行快速分析，賦予AUV系統對航行路徑的智能決策能力，極大提升了海洋調查任務實施的質量與效率。
“旗魚”系列AUV是具備高智能性、自主性、靈活性的自主式水下機器人，在海洋科學研究、資源調查、應急搜救等民用領域，以及情報偵測、探雷滅雷、戰場支援等軍事領域發揮著關鍵作用。旗魚系列AUV具備如下優點：
（1）易操作，具有圖形化的任務界面使得任務規劃過程簡單快捷；
（2）易布放和收回，三型AUV都配備專用布放回收吊鉤，用戶可以使用簡易回收桿手動使潛器與母船吊放機構建立連接；
（3）大航程，可選高配置電池艙，續航力可增加50%；
（4）高航速，水動力學優化設計，航速最高可達5節；
（5）高可靠性，聲學跟蹤功能、AUV纏繞物切斷與自主擺脫、冗余自救設計、硬件軟件設計和測試等，確保系統高可靠性；
（6）模塊化設計，系統包含基本配置與用戶自定義配置，可根據任務要求更換模塊化任務艙段。
中國海洋大學
2021-05-09
“神龍號” 深海水下機器人
水下機器人作為一種高新技術手段在海洋開發和利用領域的重要性不亞于宇宙火箭在探索宇宙空間中的作用。它可以代替人類完成復雜海洋環境，特別是深海異常環境（如地質活動頻繁的熱液區）的環境探測、資源調查和開發等任務，因而具有十分廣闊的應用前景和科研價值。
“神龍號”深海水下機器人（AUV）是一種具有高精度水下自主導航能力和多種海洋要素觀測能力的自主水下探測與運載平臺，可以實現深海復雜環境下大范圍、多尺度的精確自主導航以及大深度、大范圍、多參數、實時觀測，對解決深海大洋研究面臨的重大科學挑戰、支撐“透明海洋”工程建設具有重要的意義。
該機器人可以完成1500m以內的海底地形地貌測繪、自適應多AUV組網觀測、多海洋環境參數綜合觀測、海底深海礦藏勘查、水下救援等，為突發海洋事件應急處理、深海大洋高機動性實時觀測、水下目標探測及預警等提供了重要設備支撐。
中國海洋大學
2021-05-09
自適應水上水下空化射流噴嘴
本發明公開了一種自適應水上水下空化射流噴嘴。高壓水噴嘴裝在低壓水噴嘴內，緊靠在低壓水噴嘴的淹沒腔臺肩上；在低壓水噴嘴軸向空氣腔室內裝有閥芯，閥芯連桿的一端與靠近淹沒腔一端的閥芯連接，另一端穿過圓盤套筒與彈性膜片連接，圓盤套筒和空氣腔室為過盈配合，彈性膜片和圓盤套筒為密封連接，高壓水噴嘴的進氣口經氣孔后，一路與空氣腔室連通，另一路經高壓噴嘴節流口、高壓噴嘴出口與淹沒腔連通，低壓水噴嘴的低壓水入口經閥芯中部縫隙、低壓水管路與淹沒腔連通。本發明利用水上環境和水下環境的差異性，根據外界工作環境的變化做出自適應調節，起到節能和提高工作效率的作用；該過程不需要人工調節，同時降低能耗，達到節能效果。
浙江大學
2021-04-13
海底/水下全地形自主移動作業車
研發了多種海底/水下履帶式全地形作業車樣機，綜合采用虛擬樣機技術、機電液控多系統聯合仿真技術及多學科設計優化方法。現已開展虛擬現實分析、陸地軟底質試驗及大型實驗室水池試驗。
全地形作業車可在海底/水下稀軟底質、硬底質以及復雜崎嶇地形上自主行走作業，具備穩定行走、爬坡越障、自主避障、路徑跟蹤控制等綜合行走通過性能；可攜帶多種作業工具并提供動力與控制，具備良好的重載性、機動性及可靠性。
中南大學
2022-12-06
一種水下浮體的安裝方法
本發明公開了一種水下浮體的新型安裝方法，將下水過程分為速度調整和自由下水兩個階段，在速度調整階段，依據建立的不同重力浮力差的下水曲線數據庫為指導，通過浮力設定以及不斷的監測與反饋調整，使浮體在規定入水距離內到達目標速度，調整重力浮力差為零，進入自由下水階段；在自由下水階段，浮體僅在水體阻力作用下作減速運動，最終在速度為零時到達指定深度，完成整個下水過程，本方法具有操作簡單、安全可控、成本低廉等優點。
華中科技大學
2021-04-14
基于生成圖像數據的水下目標檢測與識別
一、項目簡介 水下目標檢測與識別，是水下機器人等相關系統能夠被高效應用的前提。然而現有系統難以應對水下圖像能見度較低，對比度差，存在顏色漂移和邊緣模糊等問題；另外，水下圖像樣本稀少且缺乏足夠的變化性，使得相關基于機器學習的目標檢測與識別系統由于缺乏訓練樣本而無法有效應用。 二、前期研究基礎 項目利用深度學習等新的理論突破，提出兩種解決方案，一種是通過結合水下成像原理與深度風格遷移、生成對抗網絡等算法，由普通光學圖像生成水下圖像，構建水下圖像目標檢測與識別仿真庫，該數據庫一方面數據量大且具有較大的變化性，也即場景與目標均具有較大的變化性；另一方面，由于是由普通光學圖像遷移獲得，因而也可以直接應用普通光學圖像自身的標簽信息，無需再對其進行標注。另一種是研究基于水下退化圖像處理算法的檢測和識別系統，解決由水下圖像的色彩漂移和細節丟失等退化現象帶來的目標檢測和識別問題。同時通過水下退化圖像處理模塊和檢測識別系統的聯合優化技術，可以實現退化圖像的增強方法與檢測識別系統的最佳匹配。在保證處理后的退化圖像性能指標的前提下，進一步提升水下圖像的目標檢測識別性能。 三、應用技術成果 1）基于深度學習風格遷移的水下圖像生成效果示例 a為自然場景圖像中的目標檢測結果；b為模擬生成的水下風格圖像及其目標檢測結果；c為圖像增強后的目標檢測結果。 四、合作企業 無
廈門大學
2021-04-11
混合驅動水下航行器關鍵技術與應用
項目所屬科技領域為海洋裝備技術。項目突破了小型化混合驅動水下滑翔機大深度、長航程、高精度等關鍵技術，發明了小型化大容量浮力精準調節裝置、海洋溫差能驅動裝置及螺旋槳與浮力調節混合驅動裝置，引領了新型水下滑翔機技術發展。已授權中國發明專利21項、美國專利1項，發表論文68篇。研制成功系列化產品，應用于我國重大工程和海洋科學研究，取得顯著經濟效益和社會效益，為國家海洋經濟發展和提升海洋國防能力做出重大貢獻。
天津大學
2021-04-10