[01552028]基于探测机器人技术的水域安全监测监控系统

水域安全保卫,是我国“科技强警“、反恐防暴的一个新的重要领域。本项目针对黄浦江一类具有水质混浊、河道窄浅、过往船只频繁、风浪涌流影响严重等特点的内河水域,创新性地研究开发了基于探测机器人技术的、用于水域安全保卫的监测监控系统,并配置在一艘特制的警用扫测艇上。系统由下列部分组成： 1)艇艏声纳系统和机动收放装置（包括水下三维云台）,同时组合使用侧扫声纳和高分辨率前扫声纳对水下全方位扫描覆盖,进行水域安全的快速、大范围例行巡查; 2)携带特殊机械手的艇艉水下机器人及相关周边系统,对例行巡查发现的异常情况进行近场探测和处置; 3)超小型无人旋翼飞行器,负责近场探测和处置区域水面监测监控和漂浮可疑物的跟踪监控; 4)甲板舱内中央监控系统（主控台）,汇集所有监测监控信息, 供现场指挥人员判断和决策。 根据水平检索报告,“项目采用艇艏开槽、机动收放、悬挂作业的侧扫声纳和高分辨率前扫声纳同时配置,对水域水下全方位覆盖扫描,与国外……相比,能实现更快速和大范围监测监控“;“水下机器人抗浪涌能力达4-5节,优于以色列HSS抗3节浪涌水平;利用仿生控制技术实现水下三维云台的抗颠簸,从而保证前扫声纳图像稳定;开发了高分辨率前扫声纳图像的实时拼接技术,扩大了观测视野,易于声纳图像的智能判读和水下危险目标的识别、跟踪监控“;“项目构建了基于探测机器人技术的水域安全监测监控系统,……其中,在艇艏声纳系统的机动收放装置、基于仿生眼球运动控制模型的水下三维云台抗颠簸控制、前扫声纳图像实时拼接、水下机器人的抱持式/网兜式机械手方面,国内外文献未述及,具有创新性“,属国际首创。 上述成果是先后在国家863计划重点项目、国家自然科学基金项目、上海市科技重大专项和上海市世博专项等的资助下,通过关键技术的突破后取得的,关键技术发明点,除了艇艏声纳系统组合和独特结构的旋转臂机动收放装置、水下机器人的特殊机械手等外,具有原创性的关键技术发明点主要有：基于仿生眼球运动控制机理的水下三维云台抗颠簸控制、高分辨率前扫声纳图像的实时拼接方法、水下机器人抗浪涌控制、基于仿生眼球运动控制机理的运动目标低空自动跟踪系统、基于仿生双眼异向运动视觉功能的超小型旋翼飞行器零盲区降落,在国际上处于领先水平。 该成果在近三年除了取得两千多万元经济效益外,还取得了显著的社会效益：上海世博期间,配置这套用于水域安全保卫的监测监控系统,成功地经受了世博会历时184天的考验,目前仍在上海水上公安局服役。系统中的超小型飞行器还在上海市反恐办组织的多次反恐综合演习中出色地完成了任务。