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水下自立飛行器若何掩護陸地

起源:IEEE  |  時光:2020-11-09  |  閱讀:27

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  主動水下飛行器(Autonomous underwater vehicles,AUV)在保護和視察我們的陸地、河道和湖泊方面施展著名貴的感化,以確保我們最名貴的天然資本的平安,並爲那些在我們最大的水體深處履行主要義務的潛水員供給支援。

 水下機械人可以長時光任務而不會覺得疲憊,並且可以達到潛水員不沒法企及的深度。潛水員平日可以在60米以下功課,在更精深度功課時須要應用特別氣體和對象。另外,他們在如斯高的深度所消費的時光是相當有限的。但是,海底的深度要深很多(高達1米),很多舉措措施都低于潛水員的功課深度,例如石油鑽井平台或通訊管道。根本上,與人類潛水員和研討人員比擬,車輛和傳感器可以或許在更大的區域、更深的處所以更快的速度籠罩和搜集數據。另外,安排一批長途和長續航AUV可以或許在不影響陸地生物的情形下搜集情況丈量數據。新一代的這些體系可以增長監測的時空標準,並供給連續性和同步性(同時在分歧所在停止丈量)。這關於懂得陸地狀態和跟蹤正在產生的景象(如漏油或藻華)相當主要。這類主要的研討只要經由過程應用水下機械人能力完成,由於水面艦艇和陸地不雅測站只能在一個點上搜集丈量數據。爲了經由過程主動的數據搜集來增進他們的可連續性盡力,發明水下機械人的技術人員常常從大天然中吸取他們的發明性設計。很多設計模擬陸地生物,好比水母或魚,從大天然中吸取靈感,可以優化飛行效力。其他外形,如章魚,已成爲一種靈感起源,以支撐那些可以或許在不損壞陸地生態體系的情形下任務的機械手,例如在珊瑚礁或監測蛤蜊時。


水下機械人是若何任務的




當我們想到自立技術時,起首想到的常常是在高速公路下行駛的車輛。固然有些技術相似于汽車,但因為機械人必需在水中忍耐卑劣的情況,AUV必需有一個龐雜的體系。全球導航衛星體系(Global navigation satellite system,GNSS)在[水下]是弗成用的,這使得水下機械人的自我定位具有挑釁性,而且依然是研討界的一個公開成績。多普勒速度測井可以丈量機械人相對海底的速度,但這僅限于當機械人從海底飛行的高度不是太高的時刻。AUV與主動駕駛汽車的另外壹個分歧的地方在于,因為缺氧,汽油或柴油動員機不克不及水下任務。這一挑釁現實上促使技術專家轉向更幹凈的推動技術,例如,與典範的锂電池比擬,燃料電池可以進步續航才能。技術人員還面對著水下有用通訊和傳感的挑釁,靠得住的處理方法是應用水下聲學。聲學通訊使我們可以或許遠間隔(長達數十千米)交流數據,但數據速度很低(平日每秒幾百位或每秒高達幾千位),流傳延遲也很長。 這與空中無線網絡的經歷判然不同,須要設計新的通訊處理計劃和網絡協定。這就決議了水下機械人須要變得愈來愈自立來完成義務,由於沒法包管與飛翔員的直接靠得住聯系。

水下機械人贊助我們的陸地堅持幹凈和無泄露。油氣工業正開端應用水下飛行器監測、檢討、保護乃至幹涉的技術和優勢,以削減我們陸地中的化學品和石油泄露成績。曾經提出了幾種處理計劃,許可水下機械人在海底管道上自立跟蹤,從而檢討管道的厚度和狀況,並檢測能夠的油氣泄露。不只如斯,人們對安排可以或許檢討、保護和維修所需設備的常駐水下體系的興致也日趨增加。AUV和陸地機械人也能在石油清算過程當中供給贊助。石油常常會隨著時光的推移而漂浮。AUV可以跟蹤羽流,研討景象並定位泄露源。


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