无人采样船

一、无人船系统介绍

无人采样船是一种通过遥控方式或者自主航行方式，借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人。它融合了船体设计、动力与推进系统、船控、通信、人工智能、模式识别、计算机软硬件、软件与算法、远程监控、计算机网络等综合技术，可实现整个水上作业过程的“智能化”、“网络化”与“无人化”。

无人采样船的关键技术在于感知、导航和控制这三个方向。感知技术为无人船提供了眼睛和耳朵；导航技术用来接近或规避某些目标，相当于航迹规划或者是综合避障；控制技术就是无人船的运动姿态进行航线、航向的控制。其中，智能控制系统的性能，直接影响着无人船航行的操纵性、经济性和安全性。该系统总结了人的操舵规律，在测量中，自动控制无人船的航速与航向，使无人船精准沿预定测线运行，可克服各种干扰，使无人船自动、稳定地运行，是实现无人船自动作业和自动回归的核心技术。

二、C12无人船性能特点

2.1优异的船体设计

C12是一款1.2米长的专为侧扫声呐、水质采样和在线水质分析而设计的智能无人船，船体采用双体船型设计，使用凯夫拉碳纤维混纺材质，船体重心低、航行姿态平稳、航速快；采用电动液压升降系统，大大减小设备安装运输难度，有效保护设备的运行安全；采用本地化存储加4G网络控制系统，确保数据的稳定记录。

2.2涵道式推进系统

采用2个涵道式推进器，具有防水草、防缠绕垃圾、容易放置的优异性。水下推进器正转、反转、停止、加速和减速从而实现船体的前进、后退、停止、加速和减速。由于采用M型船体设计，两个推进器轴距更大，相对其他同等类型的无人船，转弯半径更小、后退性能更强劲。驱动装置采用直流无刷电机，相对于有刷电机来说，无刷电机寿命更长。搭载的电机具有高扭矩、高转速的特点，既保持了船体动力，又有效提高船速，最大可达6m/s。另外，C12整个推进器的设计和船体齐平，这样的设计方便船体放置、运输和投放。整个推进器由前部的卡

扣与尾部的螺丝与船体固定在一起，在发生故障时，可方便拆卸，迅速更换。

2.3多通道数据通讯技术

①船体搭载全向通信电台天线，无岸基设计，在确保通信稳定的情况下可达到2km的有效作业距离。搭配平板使用，让外业测量更方便。

②选用4G（5G网络成熟后可使用）传输模式，采用4G模式，解决了岸基传输的距离限制，在有网络覆盖的地区实现无限制距离传输。船只在野外作业，测量数据、视频数据可实时传回办公室电脑上或者笔记本上，实现野外无电脑作业。

2.4智能船控系统

C12智能无人船有两种导航模式，手动模式和自动模式，用户可以根据具体使用需求灵活切换，只需在遥控器轻轻掰动切换开关或在电脑点一下鼠标就可以完成切换。自动导航模式用户可以根据事先设计好的路线进行自主航行，免去了手动操作麻烦，对于水下地形地貌测绘尤为重要；手动模式，采用手工遥控器方式，遥控船进行航行，对于测量河流断面以及水下地形测绘非常实用。另外船体采用两个涵道式推进器，转弯时可以一侧正转，一侧反转，可以很好控制船体走线，按照计划路线行走。C12智能无人船还支持自动返航功能，当电量不足，或者突然失去控制信号时，船体会自动进行判断，返回到设置的HOME点位，保障

2.5多功能视频监控系统

C12无人船标配搭载高分辨率视频系统以及智能屏幕遥控器，用户不但可以在电脑端查看视频数据，还可以在遥控器端实时查看视频。除了正常的视频之外，视频监控系统还提供声光告警功能和实时语音通话功能；通过实时高清视频，可以判断船头情况进行实时视频避障，通过报警和通话极大提高了无人船的通行安全。

2.6重型液压升降系统

C12无人船选配重型液压系统，可应用于侧扫声呐和在线水质分析仪的收放。系统配备一键升降系统，降低设备安装的困难度，便于设备搬运，保障设备使用的安全。

2.7多任务搭载功能

C12的通孔设计，满足市面大部分客户需求，可以根据客户的需求搭载不同的传感器，采集各种需求数据，C12可以搭载测深系统、水质分析系统、侧扫系统。客户可以根据需求，灵活搭载。

三、C12无人船应用介绍

3.1C12暗管探测应用

传统的暗管排查作业,大多数需要工作人员携带相关设备下水探测,由于暗管隐蔽性强,作业人员常常无功而返,即使有所斩获,也要耗费巨大的人力和时间,遇到高污染的危险环境,作业人员的人身安全和健康难以得到保障。更何况,通过人工获取的数据存在比较大的误差,这也是传统暗管排查的一大弊端。所以,暗管排查面临耗时耗力、作业环境危险等诸多痛点难点,成为治污路上的绊脚石。

C12无人船通过搭载侧扫声呐设备，将侧扫的声波实时、直观地反馈在电脑基站系统中，现场排查人员即可通过声波呈现的图像，初步甄别该水域是否有暗管偷排。通过RTK,工作人员还可精确定位目标位置和获取具体参数，方便取证。无人船最大的优势就是“快速”，而且数据记录完整、准确,给排污口排查带来了效率上的直接提升。C12搭配的重型液压升降系统可承载20KG的载荷，兼容市场主流侧扫声呐设备，双体船的设计便于设备的运输和安装

3.2C12水质采样应用

C12智能无人船可灵活搭载水深采样模块，采样模块可以安装最多4个500ml采样瓶，采用4G无限传输，在手机、平板、电脑端等都可以进行软件控制，使用非常安装。

①  模块安装

该模块安装非常方便，只需要把采样模块安装在无人船设备桶里面，接上防水插头即可。

②  采样瓶检查

采样瓶采集前，要确保连接控制线路。同时使用前确保瓶内干燥，避免其他水源污染。1号采样瓶和2号采样瓶采用 对称安装，同样3号和4号采样瓶也采用对称安装，确保整个无人船重心平稳。

③  采样水量控制

用户可以根据需要，设置每个采样瓶的采水量，把水量控制模块放置在采样瓶上对应的刻度尺即可设置每个采样瓶的采水量。

④  在线查看

无人船正常连接后，可以在手机端看到每个采样瓶的连接情况，正常连接，采样器的图标显示在线状态。

3.3C12水质在线分析应用

C12无人船预留在线水质分析仪数据接口，可搭载国内外多品牌在线水质分析仪，从而达到水环境在线监测的目的。C12采用模块化的设计，搭配水质分析仪固定安装支架，在5分钟内即可完成设备的安装，实现在线监测。借助在线云平台4/5G传输，用户可在网页端实时查看水质数据，支持表格生成功能。仪器开机自动上传，云端数据支持180天备份下载。