無人多功能海事船前期研究匯報

1、無人高速巡航搜救船前期研究無人高速巡航搜救船前期研究匯報匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃匯報單位：武漢理工大學匯報單位：武漢理工大學2012年年5月月28日日武漢理工大學武漢理工大學無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船型特點：無人駕駛 、高速、三體船無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃高精度多點搜救技術(shù)研究搭載、遙控及自動施放搜救設備技術(shù)研究自主循跡寬域巡航技術(shù)研究智能導航和避碰技術(shù)研究網(wǎng)絡化管理和調(diào)度技術(shù)研究功能定位：海上日常巡航、

2、海難事故輔助搜救武漢理工大學武漢理工大學主要研究人員介紹主要研究人員介紹姓名性別單位職稱/職稱專業(yè)王緒明男南華高速船舶股份有限公司教授/總經(jīng)理船舶結(jié)構(gòu)與船舶操縱嚴新平男武漢理工大學二級教授常務副校長船舶機械與智能控制吳衛(wèi)國男武漢理工大學二級教授交通學院院長船舶結(jié)構(gòu)與船舶操縱劉清女武漢理工大學三級教授船舶操縱與自動化黃珍女武漢理工大學副教授船舶通訊與自動化彭濤男南華高速船舶股份有限公司總工船舶與海洋工程郭賢民男南華高速船舶股份有限公司副總工船舶動力裝置吳志東男南華高速船舶股份有限公司副總工船舶電氣無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學匯報內(nèi)容匯報內(nèi)容1.

3、國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析2.無人船多功能應用模塊展望3.無人高速巡航搜救船船體設計4.自主巡航與救助智能控制系統(tǒng)設計 5.工作總結(jié)與研究規(guī)劃無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學1.國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢p無人駕駛船最早見于上世紀五六十年代出現(xiàn)的靶艇或掃雷艇，但僅限于在有人平臺的遙控范圍內(nèi)進行水面作業(yè)。隨著衛(wèi)星定位與通訊技術(shù)、自主導航技術(shù)以及智能規(guī)劃和控制技術(shù)的進步，作為海面任務平臺無人艇的使用范圍已拓展至遠程海域。p美國、以色列、日本、英國、法國等海洋強國開發(fā)了多種遠程無人艇平臺，進行情報搜集、掃雷、電

4、子戰(zhàn)、搜索以及運輸?shù)榷喾N軍事任務。 海上貓頭鷹 斯巴達偵察兵 “保護者”無人水面艇無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學1.國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃艇 名尺寸/m制造國制造/試驗時間續(xù)航力最大航速功 能海上貓頭鷹3美國199310h/12kn、24h/5kn45雷區(qū)偵察、淺海監(jiān)視、海上攔截斯巴達偵察兵7美國20028h/28kn50模塊化、反水雷、情報、反艦、反潛幽靈衛(wèi)士8美國200324h40海上警戒和防護?；Ⅳ~8美國200324h40水面靶標ANWLD-17

5、美國20032040h10可水上、水下遠程獵雷藍色騎士40.4美國200524h50大型攻擊艇海上斗士80美國20054000nm50掃雷、反潛作戰(zhàn)、摧毀水面艦艇或運送突擊隊保護者9以色列20033950nm40模塊化:海上兵力保護、情報監(jiān)視和偵察、反水雷戰(zhàn)、電子戰(zhàn)和精確打擊海星11以色列200510h40監(jiān)視、偵察、反水雷戰(zhàn)和電子戰(zhàn)黃貂魚8以色列2005 8h40近岸情報偵察與監(jiān)視、電子戰(zhàn)電子偵察FDS 38.3法國1999 20h12半潛式反水雷艇OT914.4日本2005 20h40噴水推進,海上情報偵察和反水雷武漢理工大學武漢理工大學1.國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)

6、狀及發(fā)展趨勢無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學1.國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃p水面高速無人艇方面的研究目前國內(nèi)還處于起步階段1972年中華造船廠曾經(jīng)建造了一艘無人遙控掃雷艇。2002年我國某修理廠將一艘退役導彈快艇改裝為無人遙控靶船。以上無人船技術(shù)相對比較落后，無法滿足現(xiàn)代智能巡航和測量船需要以上無人船技術(shù)相對比較落后，無法滿足現(xiàn)代智能巡航和測量船需要武漢理工大學武漢理工大學1.國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢無人高速巡航搜救船前期

7、研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃p國內(nèi)對遠程智能無人艇的研究起步較晚，中國第一艘無人駕駛海上探測船“天象一號”為北京奧運會的青島奧帆賽提供氣象保障服務。武漢理工大學武漢理工大學1.國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃專利名稱發(fā)明設計人申請人/專利權(quán)人授權(quán)公告日專利類型基于DSP的嵌入式實時全景圖像采集處理裝置朱齊丹;夏桂華;吳自新哈爾濱工程大學2007-6-27實用新型一種可自動巡航的無人駕駛船張中;段亞杰;陳昌龍沈陽航天新光集團有限公司2008-4-16發(fā)明氣象艇(高速無人駕駛)張中;劉鐵軍;陳昌龍沈陽航天新光

8、集團有限公司2009-11-4外觀設計無人艇自動觀測系統(tǒng)以及無人艇自動觀測方法幸田義治;幸田耕二郎光電株式會社2010-6-23發(fā)明雙發(fā)動機無人駕駛搜救艇范友誼;劉文悅;劉鑫范友誼2011-2-9實用新型武漢理工大學武漢理工大學1.國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國內(nèi)外無人船技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃p目前，從所見報道分析，我國對智能水面無人艇的探索還處于起步階段，尚未進行系統(tǒng)的研究，特別是在智能、高速、無人等方面的集成，還僅僅停留在遙控艇的研制階段，在真正意義上的自主航行、智能、水面高速、無人艇技術(shù)研究方面，與歐美有著非常明顯的差距。因此，有必要

9、進行智能水面高速無人艇的前瞻性技術(shù)探索和研究有必要進行智能水面高速無人艇的前瞻性技術(shù)探索和研究。武漢理工大學武漢理工大學2. 無人無人高速高速船船應用模塊展望應用模塊展望海上巡航應用實現(xiàn)無人船的海上執(zhí)法和維權(quán)功能 無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學2. 無人無人高速高速船船應用模塊展望應用模塊展望海上巡航應用海上測量應用航道高精度無人測量模塊無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學2. 無人無人高速高速船船應用模塊展望應用模塊展望海上巡航應用海上測量應用海難事故輔助救助應用無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人

10、多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學2. 無人無人高速高速船船應用模塊展望應用模塊展望海上巡航應用海上測量應用海難事故輔助救助應用其他應用n輔助海洋資源勘探和開發(fā)n海上生態(tài)環(huán)境監(jiān)測功能n軍事偵查和作戰(zhàn)功能n無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學研究目標與難點研究目標與難點目標：在低成本的基礎上，通過岸基-船基的通信、控制系統(tǒng)對一定數(shù)量無人巡航搜救船的管理，實現(xiàn)全天候海域監(jiān)管網(wǎng)絡化、巡航搜救智能化、多點覆蓋機動化，從而有效提升海事巡航搜救能力和效率，為“航行更安全和海洋更清潔”作出重要貢獻。難點：n船型設計n智能控制無人高速巡航搜救船前期研究匯報

11、暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計本船型線技術(shù)特點p超高速船體型線 三個船體均為尖瘦細長的船體， 這種船型構(gòu)造會產(chǎn)生很小的興波阻力，擁有像單體船一樣的快速性。p優(yōu)良的耐波性能（寬闊的甲板面積） p良好的穩(wěn)性和操縱性 三體船型的復原力矩（或力臂）大，穩(wěn)性好。船的儲備浮力大，破艙后不會出現(xiàn)翻沉的危險，抗沉性好。該船型具有三個滑行支撐點，航行時航向穩(wěn)定性好。p優(yōu)越的經(jīng)濟性無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計設計步驟無人高速巡航

12、搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃仿真仿真優(yōu)選優(yōu)選試驗試驗運用CFD有限元軟件FLUENT估算三體船模型的阻力情況制作三體船模型并進行阻力試驗，得出主體、片體的優(yōu)化布置，以及阻力曲線根據(jù)試驗和仿真結(jié)果得到最優(yōu)的主體片體布置方案，并選擇推進效果最佳的主機和噴水推進器武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計船模實驗模型設計采用縮尺比模型（比例為模型設計采用縮尺比模型（比例為1 1：4 4）無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計船模實驗模型設計采用縮

13、尺比模型（比例為模型設計采用縮尺比模型（比例為1 1：4 4）無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃主尺度主尺度實船實船模型船模型船(1:4)船長（兩柱間長）主體16000 mm4000 mm片體6500 mm1625 mm船寬主體2400 mm600 mm片體900 mm225 mm滿載吃水850 mm212.5 mm輕載吃水（90%滿載）方形系數(shù)主體0.3720.372片體0.2990.299排水量主體12.25 t0.191 t片體(兩個)0.79 t0.0246 t整船13.83 t0.216 t武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設

14、船體設計計船模實驗中國特種飛行器研究所拖曳水池 三體船模型的片體前置、片體中置、片體后置，片體布置在近船位、中等距離和遠船位，以及滿載吃水、輕載吃水這332種獨立條件相組合共18種工況下，測量在不同航速下的模型船航行姿態(tài)角、阻力以及升沉。無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃工況片體縱向位置片體橫向位置吃水工況片體縱向位置片體橫向位置吃水工況片體縱向位置片體橫向位置吃水狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)1前置近船位滿載7前置近船位設計13前置近船位輕載2前置遠船位吃水8前置遠船位吃水14前置遠船位吃水3中置近船位9中置近船位15中置近船位4中置遠船位10中置遠船位16中置遠船位5后置近船位11后置

15、近船位17后置近船位6后置遠船位12后置遠船位18后置遠船位 武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計船模實驗無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃 中國特種飛行器研究所拖曳水池武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計船模實驗無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃 中國特種飛行器研究所拖曳水池武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計船模實驗無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃 中國特種飛行器研究所拖曳水池武漢理工大

16、學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計船模實驗無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃 中國特種飛行器研究所拖曳水池武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計船模實驗無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃 中國特種飛行器研究所拖曳水池武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計船模實驗結(jié)果分析觀察試驗所得曲線可知，各工況下片體位置前置時的阻力比其它各工況都小。由于此三體船首部尖廋使得船舶的浮心靠后，綜合考慮船舶浮心，重心位置。選擇片體中置（即片體尾部

17、與主體平齊）。無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃 不同工況下設計排水量船模不同工況下設計排水量船模阻力比較曲線阻力比較曲線武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計外觀設計(1)無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃 武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計外觀設計(2)無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃 武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計外觀設計(3)無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)

18、規(guī)劃 武漢理工大學武漢理工大學無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計外觀設計終稿武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃外觀設計終稿武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃外觀設計終稿武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃外觀設

19、計終稿武漢理工大學武漢理工大學3. 無人高速巡航搜救船無人高速巡航搜救船船體設船體設計計終稿無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃 武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計 功能特點（高海況條件下）功能特點（高海況條件下）高精度智能導航無人自主巡航多點搜救安全避障（自動與人工規(guī)避）執(zhí)法取證（視頻監(jiān)視）緊急人工遙控干預網(wǎng)絡調(diào)度與管理無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計 控制系統(tǒng)功能模塊框架武漢理工大學武漢理工大學4.

20、4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計控制系統(tǒng)功能模塊框架武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計 控制系統(tǒng)功能模塊框架武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計無人高速巡航搜救通訊網(wǎng)絡特點無人高速巡航搜救通訊網(wǎng)絡特點跨地區(qū)、甚至于跨國家的大范圍通信無線的、移動的通訊方式高可靠性的通訊方式較大帶寬和速率的通信網(wǎng)絡武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計名稱名稱單點通信距離單點通信距離通信速率通信速率終端設備費用終端設

21、備費用網(wǎng)絡使用費網(wǎng)絡使用費單片射頻單片射頻10M250kbps低無Bluetooth10M1Mbps低無Zigbee100-1200M250kbps低無WI-FI100M54Mbps較高無GSMGSM35KM114Kbps較低較高GPRSGPRS35KM170Kbps較低較高3G3G35KM2Mbps較高較高微波通信微波通信40-60KM4Mbps高無數(shù)傳電臺數(shù)傳電臺30-50KM9.6Kbps較高無衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信覆蓋地球半球492Kbps高高現(xiàn)有無線通信方式比較通信解決方案海事衛(wèi)星通信3G-北斗衛(wèi)星融合專網(wǎng)小小范范圍圍大大范范圍圍武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設

22、計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計海事衛(wèi)星通信接口海事衛(wèi)星通信接口海事衛(wèi)星通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計3G通信接口通信接口3G通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計北斗衛(wèi)星通信接口北斗衛(wèi)星通信接口北斗衛(wèi)星通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計 控制系統(tǒng)功能模塊框架武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計 控制系統(tǒng)硬件基于先進的嵌入式系

23、統(tǒng)開發(fā)技術(shù)船端控制主機武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計船端控制主機硬件：嵌入式系統(tǒng)設計ARM Cortex-A8 Core + TMS320C64X DSP Core模型船EPCS-9000船端控制主機軟件操作系統(tǒng)：VxworksLinuxWindows CEuC/OS-II 武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計船端控制主機總體設計武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計研究內(nèi)容n高精度智能導航n多點搜救與路徑規(guī)劃n自主循跡寬域巡航n自主避碰專家系統(tǒng)無人高速巡航搜救船前期研究匯報暨無人多功能海事船研發(fā)規(guī)劃武漢理工大學武漢理工大學4.4.自主巡航與救助綜合控制系統(tǒng)設計自主巡航與救助