[01683299]无人艇智能控制系统关键技术创新与应用

该项目属于机器人控制、机电一体化技术领域。主要内容、特点：近年随着科技和军事能力的大幅度提高，围绕海洋资源争夺、岛礁主权、海域划界和通道安全的争端进一步加剧，中国海域辽阔，海洋权益的维护亦面临十分错综复杂的形势，党的十八大报告将建设海洋强国提升至国家发展战略高度。在海洋权益、资源方面的争夺日益凸显，并皆以海洋测绘、无人岛屿的巡逻和科学考察等形式具体承载和体现。而海图是军事和民用海洋安全航行不可或缺的基本保障，但是中国海图序列不完整，原因是海测船的吃水较深，无法靠近岛(礁)、海岸附近和复杂海域进行海图测绘。中国岛礁岸线和海岸线总长度超过32000km，浅海总面积两百多万平方公里，急需吃水浅、自主航行、自主避障、任务载荷配置灵活的无人艇来完成，解放一线外业测量人员的职业危险。发展无人艇技术将提升中国海洋军事装备能力，为中国维护海洋权益、处理南海等热点地区的局势提供新的选择。该项目在国家863计划、国家自然科学基金，以及教育部、上海市委办、国家海事局、海洋局委托等项目支持下，上海大学研究团队经过10多年的研究积累，联合交通运输部东海航海保障中心上海海事测绘中心、青岛北海船舶重工有限责任公司研制了中国首艘无人智能测量艇，实现了中国无人艇第一次在南海应用、第一次在南极应用的突破。围绕无人艇智能控制系统核心关键技术，取得如下创新性成果：(1)提出了双边超调抑制差步加速迭代的创新抗涌流控制方法和面向运动参数、功能不确定性的动态运动控制新方法，解决了无人艇在高海况下的稳定性控制和自主航迹控制技术。实现了在2-3级海况下误差不大于3m的航迹精准跟踪控制，属国际领先水平。采用该方法得到了无人艇在南海多美礁海底稳定的多波束地貌。(2)提出了多介质复杂背景下的无人艇立体组合避障方法。无人艇在海洋中作业时，既要对海面上运动船只、漂浮物、岛礁进行避障，也要对水下暗礁进行避障。采用该方法，无人艇实现了南海、南极罗斯海的安全航行，成功完成南海巡航、南极科考任务。(3)提出了噪声环境下水下运动目标的声呐图像提取与拼接方法。无人艇在南海某大型军港码头采用该方法得到了很好的声呐图像拼接效果。经中国航海学会科技鉴定，总体技术达到国内领先，在关键技术上达到国际先进，填补了中国海洋测绘、无人自主测控水面智能测量艇领域的空白。应用推广情况：该成果在东海、南海、南极罗斯海等海域进行了大量应用，比如随中国海事166海巡船赴南海进行首次远海应用、随"雪龙号"赴南极罗斯海科考、在上海黄浦江及长江口水域实施应急扫测任务、在东海台州龟屿附近进行水文监测、在东海和长江交汇处首次探测到一艘大型古沉船。在青岛北海船舶重工有限责任公司、交通运输部东海航海保障中心上海海事测绘中心等单位应用，新增产值1.83亿元，创汇455万美元，节支3800万元。被总装、海装评价为是国内做得最好的实用成熟度最高的无人艇。为国家的海洋战略、极地战略和国防做出了贡献。