水面无人艇（USV）的关键技术

水面无人艇（USV）的关键技术
水面无人艇（USV）的关键技术
水面无人艇（Unmanned Surface Vessel,USV）近年来受到国内外越来越多的关注。

国内外USV的最新进展和成果前文已经介绍过了，这里不再累述，本文重点介绍USV的控制方式、动力机构、自动避碰技术及路径优化和未来技术发展，并针对我国内河环境展望了USV在航道数据测量和海事巡航方面的应用前景。

一、USV技术发展
（一）USV控制方式
USV 船舶控制方式主要有3种，即远程遥控、自主航行、远程遥控/自主航行双模。

1.远程遥控
远程遥控是利用远程通信技术实现USV与岸上控制中心的信息交互，达到远程操控船舶的目的。

在USV航行时，控制中心与其交互的信息包括航行状态信息、视觉信息、故障诊断信息和控制指令等。

考虑到通信数据量大、实时性需求高的特点，比较适合的远程通信技术主要有WiFi，蜂窝网和卫星通信等，其中WiFi由于具备网络传输速率高、抗干扰能力强等特点，比较适合几百米范围内的通信，蜂窝网需要在其覆盖范围内使用，而卫星通信不受距离限制，但成本较高。

2.自主航行
ASV与USV在概念上有所区别，主要表现在：①ASV 的航行、碰壁策略由自动控制系统提供，自动控制系统由远程控制中心或者由船舶自身控制，但船舶上允许有维护和服务人员；②USV可以是自主航行，也可以远程控制，但船舶上没有人。

ASV要求船舶自身具有完整的动力控制系统、航迹/航向控制系统、自动避碰系统、故障诊断系统和应急处置系统。

ASV一旦失控可能会造成十分严重的后果，因此在航行时ASV应与普通船舶一样遵守相同的交通规则，且一旦有故障发生，应采取应急措施。

3.远程遥控/自主航行双模
以目前理论水平和技术条件而言，完全替代人来操控船舶是很难实现的。

采用远程遥控/自主航行双模这样一种比较常见和安全的控制方式是比较合适的。

船舶为自主航行船舶，船舶电脑系统中显示的航行路径、气象导航和轨迹参数会实时地更新和存储，通过雷达、AIS和红外传感器监测周围环境。

当遇到其他船舶或者障碍物，该船会根据COLREGs规则（国际海上避碰规则）进行避碰操作。

与此同时，所有的。