
上海市蘇州河的河道環境復雜,水面障礙物多,附近高樓林立,橋梁多,信號干擾嚴重,甚至出現黑障現象,河道的客觀環境條件造成了船艇在無人值守時自主巡航的困難和巨大挑戰。中科院合肥研究院研發激光雷達、雙目立體視覺相機、毫米波雷達等多模融合感知技術,能夠準確地感知障礙物和識別橋梁等水面目標,解決了水面機器人的智能感知問題;研發衛星導航、慣性導航和電子羅盤融合的導航定位技術,解決城市復雜信號干擾情況下的定位導航問題。為了解決無人狀態下系統的可靠性和冗余度,中科院合肥研究院分別采用嵌入式和工業控制計算機雙操作系統并互為備份,同時采用了無縫切換的混合動力系統,并使用了完全物理隔離的多模操作方式,確保控制系統的安全性。
我國有豐富的水域資源,水生態環境現狀不容樂觀。長期以來,我國對河流、湖泊的清理和監測等主要依靠人工進行,效率低,周期長,監測范圍有限,難以有效地進行治理。因此,亟須智能化、自動化、安全和高效的水面清潔設備。但目前國內外尚無實用化的水面清潔機器人或同類產品,已有的水面清潔無人船多數是遙控式或者采用嵌入式系統的無人操作功能,缺少基于高速計算平臺和智能感知的人工智能軟硬件技術,因此智能化和自動化程度較低、抗風浪等級低、保潔作業功能弱,僅能在景觀湖等風浪較小的水域作業,嚴格意義上只是屬于初級無人船,還無法實現全自主的智能保潔作業。
“我們研制的智能保潔水面機器人最大排水量超過5噸,一次作業能清掃3立方米以上的水面漂浮物,在國內首次達到B級航區自主作業能力,并實現了產業化。 2018年,曾在上海首屆中國國際進口博覽會期間用于黃浦江水面保潔作業,效果良好。 ”“水面保潔機器人”研究團隊余道洋博士介紹,此次皖產水面機器人用于上海市蘇州河水面無人保潔服務,為上海的生態之城建設增添了智能化技術水平,減輕了人工勞動強度。 “該水面機器人具有在多種河道運行的通用性,可以根據需求進一步擴展用于水質移動監測、水生態修復和治理、水文地質探測和測繪、應急救援、重要水域安防等,有望在上海和全國推廣應用。 ”