近年來，上海大學(xué)聯(lián)合交通運(yùn)輸部中國海事局東航航海保障中心和中船重工青島北海船舶有限公司，研制的精海系列無人艇，一直處于國內(nèi)領(lǐng)先行列，已交付中國海事局、國家海洋局等單位在東海、黃海、南海、南極等海域應(yīng)用，為國家的海洋戰(zhàn)略、極地戰(zhàn)略和國防安全做出了貢獻(xiàn)。這一成果獲得了2016年國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
上海大學(xué)無人艇工程研究院以多方位的水上自動(dòng)化產(chǎn)品為核心體系，滿足不同領(lǐng)域用戶需求。目前已發(fā)布“精海”系列無人艇，該系列產(chǎn)品技術(shù)成熟，具有半自主、全自主完成作業(yè)使命的開放式平臺(tái)系統(tǒng)，可以方便有效的搭載各種傳感、偵察、測量等任務(wù)載荷；可通過搭載并整合水質(zhì)檢測儀，水面安全監(jiān)察設(shè)備，海洋測繪儀等專業(yè)儀器，針對(duì)性向不同客戶提供高效便捷的應(yīng)用解決方案；可以在島礁、淺灘等常規(guī)測量船舶無法深入的、高危險(xiǎn)性水域進(jìn)行作業(yè)，可以精準(zhǔn)的按照規(guī)劃航線進(jìn)行自主航行并智能躲避障礙物。
以南海島礁海域?yàn)榇淼膷u礁海域測量事關(guān)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、領(lǐng)土完整和國防安全。常規(guī)測量船吃水深，難以在島礁區(qū)開展精確測量，成為制約國際島礁海域測量的瓶頸問題。而吃水僅0.35米的自主無人測量艇正是我國領(lǐng)海深度5米內(nèi)10萬平方公里島礁海域測量至關(guān)重要的高技術(shù)裝備。研制無人艇面臨巨大技術(shù)挑戰(zhàn)：島礁水流紊亂，裂流、渦流、潮汐遍布；海洋噪聲和聲混響嚴(yán)重；動(dòng)態(tài)船只、水下暗礁、南極冰山等障礙物林立。無人測量艇屬國際尖端技術(shù)，項(xiàng)目組在國家863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目、中國海事局項(xiàng)目、國家海洋局項(xiàng)目等支持下，突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，研制了我國首艘海洋無人測量艇，技術(shù)發(fā)明主要有以下幾項(xiàng)。一是航跡精準(zhǔn)跟蹤控制。發(fā)明了流體擾動(dòng)和姿態(tài)變化空間映射的主動(dòng)抗擾等控制方法，實(shí)現(xiàn)3級(jí)海況航跡跟蹤誤差小于2米的高精度跟蹤，達(dá)到國際航道一級(jí)測量規(guī)范要求。二是穩(wěn)定大視場聲納圖像生成方法。針對(duì)浪涌流及艇體運(yùn)動(dòng)對(duì)聲納造成的顛簸影響，發(fā)明了基于仿生眼球運(yùn)動(dòng)控制模型的聲納云臺(tái)主動(dòng)抗顛簸方法；針對(duì)前掃聲納視場受限問題，發(fā)明了位置-姿態(tài)-聲納圖像無縫融合拼接方法，在克服圖像特征稀少、環(huán)境干擾大等方面優(yōu)于國際同類研究。三是復(fù)雜海洋背景下立體組合避障。構(gòu)建了多層-多采樣率空時(shí)復(fù)合立體組合避障系統(tǒng)；針對(duì)高虛警率問題，發(fā)明了空/時(shí)域聯(lián)合概率密度障礙檢測方法；針對(duì)冰山及暗礁遍布、動(dòng)態(tài)船只突現(xiàn)等復(fù)雜海況，發(fā)明了附加矢量碰撞錐推演和不確定集約束避障導(dǎo)航方法。
這些發(fā)明為我國研制復(fù)雜水域無人自主測量裝備奠定重要理論和技術(shù)基礎(chǔ)，已進(jìn)行7個(gè)系列研制，成功在南極、南海、東海等復(fù)雜海域開展測量，是首艘裝備于中國海事局海巡船，探測南海島礁海域的無人艇；首艘裝備于中國極地研究中心“雪龍?zhí)?rdquo;科考船，探測南極羅斯海的無人艇；首艘裝備于國家海洋局海監(jiān)船，探測東海島礁海域的無人艇。顯著推動(dòng)了海洋無人測量艇行業(yè)的科技進(jìn)步。
上海大學(xué)無人艇工程研究院以多方位的水上自動(dòng)化產(chǎn)品為核心體系，滿足不同領(lǐng)域用戶需求。目前已發(fā)布“精海”系列無人艇，該系列產(chǎn)品技術(shù)成熟，具有半自主、全自主完成作業(yè)使命的開放式平臺(tái)系統(tǒng)，可以方便有效的搭載各種傳感、偵察、測量等任務(wù)載荷；可通過搭載并整合水質(zhì)檢測儀，水面安全監(jiān)察設(shè)備，海洋測繪儀等專業(yè)儀器，針對(duì)性向不同客戶提供高效便捷的應(yīng)用解決方案；可以在島礁、淺灘等常規(guī)測量船舶無法深入的、高危險(xiǎn)性水域進(jìn)行作業(yè)，可以精準(zhǔn)的按照規(guī)劃航線進(jìn)行自主航行并智能躲避障礙物。
以南海島礁海域?yàn)榇淼膷u礁海域測量事關(guān)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、領(lǐng)土完整和國防安全。常規(guī)測量船吃水深，難以在島礁區(qū)開展精確測量，成為制約國際島礁海域測量的瓶頸問題。而吃水僅0.35米的自主無人測量艇正是我國領(lǐng)海深度5米內(nèi)10萬平方公里島礁海域測量至關(guān)重要的高技術(shù)裝備。研制無人艇面臨巨大技術(shù)挑戰(zhàn)：島礁水流紊亂，裂流、渦流、潮汐遍布；海洋噪聲和聲混響嚴(yán)重；動(dòng)態(tài)船只、水下暗礁、南極冰山等障礙物林立。無人測量艇屬國際尖端技術(shù)，項(xiàng)目組在國家863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目、中國海事局項(xiàng)目、國家海洋局項(xiàng)目等支持下，突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，研制了我國首艘海洋無人測量艇，技術(shù)發(fā)明主要有以下幾項(xiàng)。一是航跡精準(zhǔn)跟蹤控制。發(fā)明了流體擾動(dòng)和姿態(tài)變化空間映射的主動(dòng)抗擾等控制方法，實(shí)現(xiàn)3級(jí)海況航跡跟蹤誤差小于2米的高精度跟蹤，達(dá)到國際航道一級(jí)測量規(guī)范要求。二是穩(wěn)定大視場聲納圖像生成方法。針對(duì)浪涌流及艇體運(yùn)動(dòng)對(duì)聲納造成的顛簸影響，發(fā)明了基于仿生眼球運(yùn)動(dòng)控制模型的聲納云臺(tái)主動(dòng)抗顛簸方法；針對(duì)前掃聲納視場受限問題，發(fā)明了位置-姿態(tài)-聲納圖像無縫融合拼接方法，在克服圖像特征稀少、環(huán)境干擾大等方面優(yōu)于國際同類研究。三是復(fù)雜海洋背景下立體組合避障。構(gòu)建了多層-多采樣率空時(shí)復(fù)合立體組合避障系統(tǒng)；針對(duì)高虛警率問題，發(fā)明了空/時(shí)域聯(lián)合概率密度障礙檢測方法；針對(duì)冰山及暗礁遍布、動(dòng)態(tài)船只突現(xiàn)等復(fù)雜海況，發(fā)明了附加矢量碰撞錐推演和不確定集約束避障導(dǎo)航方法。
這些發(fā)明為我國研制復(fù)雜水域無人自主測量裝備奠定重要理論和技術(shù)基礎(chǔ)，已進(jìn)行7個(gè)系列研制，成功在南極、南海、東海等復(fù)雜海域開展測量，是首艘裝備于中國海事局海巡船，探測南海島礁海域的無人艇；首艘裝備于中國極地研究中心“雪龍?zhí)?rdquo;科考船，探測南極羅斯海的無人艇；首艘裝備于國家海洋局海監(jiān)船，探測東海島礁海域的無人艇。顯著推動(dòng)了海洋無人測量艇行業(yè)的科技進(jìn)步。
