• 關(guān)鍵詞： 智慧城市 無人船
• 摘要：各種危險(xiǎn)或重復(fù)的工作都會向無人化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，“無人船”正在改變傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測、安防的作業(yè)模式，為這個(gè)領(lǐng)域帶來更多的創(chuàng)新可能。

   各種危險(xiǎn)或重復(fù)的工作都會向無人化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，“無人船”正在改變傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測、安防的作業(yè)模式，為這個(gè)領(lǐng)域帶來更多的創(chuàng)新可能。

專訪 | 珠海云洲智能科技有限公司研發(fā)中心鄒雪松
撰文 | 趙艷秋

   珠海云洲智能科技有限公司2010年 4月成立于珠海，專注于自動(dòng)智能無人船等機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)，目前已有多款產(chǎn)品面世，包括全自動(dòng)采樣無人船、應(yīng)急監(jiān)測無人船、采樣監(jiān)測兩用無人船和海洋探測無人船等。
　　最近幾年，在環(huán)境監(jiān)測、安防巡邏和地貌測繪等領(lǐng)域，一種名為“無人船”的智能設(shè)備正在悄然改變傳統(tǒng)的作業(yè)模式，并為這些領(lǐng)域的業(yè)務(wù)創(chuàng)新帶來了多種可能性。

通河上的無人船
   大雨后，兩條 1米多長的無人小船行駛在安徽東至縣通河上。通河全長 6.7公里，下游匯入長江。河道附近是東至縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。

   1個(gè)月前，經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的一批企業(yè)因向通河大肆排污而被要求限期整改，但當(dāng)環(huán)保部督查人員再次來到園區(qū)時(shí)卻發(fā)現(xiàn)，企業(yè)正在用更加隱蔽的方法頂風(fēng)排污。為了及時(shí)核實(shí)園區(qū)企業(yè)的排污情況，督查人員首次采用了高科技手段——無人船。

   無人船學(xué)名“水面機(jī)器人”，船上配備有定位系統(tǒng)、導(dǎo)航平臺和探測設(shè)備。在航行過程中，無人船一邊通過聲吶、激光和雷達(dá)等技術(shù)探測障礙物，一邊實(shí)時(shí)計(jì)算出蔽障路線，并選擇最佳巡航線路。在到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)后，無人船可以懸停來執(zhí)行不同的任務(wù)，如抽樣船會攜帶監(jiān)控棒，監(jiān)控棒的各類傳感器可以對目標(biāo)點(diǎn)的水樣進(jìn)行自動(dòng)抽樣和檢測，并通過無線通信將檢測數(shù)據(jù)傳回岸上，在岸上終端展示。

   因?yàn)橹悄芑妥詣?dòng)化，無人船非常適合完成在危險(xiǎn)環(huán)境下枯燥和重復(fù)性的工作，例如環(huán)境監(jiān)測、安防巡邏和地貌測繪等。在這次通河環(huán)境污染調(diào)查中，兩條無人船分別搭載了不同設(shè)備。一條船用水下聲吶對河道進(jìn)行掃描，當(dāng)聲吶掃描到排污暗管時(shí)，不會產(chǎn)生回波，這讓排污暗管原形畢露。無人船還能對排污暗管拍照并記錄經(jīng)緯度，讓環(huán)保部門一抓一個(gè)準(zhǔn)。另一條船上掛著監(jiān)控棒，能沿著指定河段從下游到上游依次對水質(zhì)進(jìn)行采樣和檢測，并將數(shù)據(jù)繪制成污染分布圖。它還能在水下暗管附近有針對性地取樣，以提供執(zhí)法依據(jù)。

   從無人船的監(jiān)測結(jié)果中督查人員發(fā)現(xiàn)，雖然才下過大雨，但河水中各項(xiàng)污染物數(shù)據(jù)不降反升。這表明，工業(yè)園中的企業(yè)趁著暴雨進(jìn)行了大規(guī)模排污。在短短兩天內(nèi)，無人船為督查人員提供了大量確鑿證據(jù)，東至縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū) 30家企業(yè)被責(zé)令限期整改、停產(chǎn)整治或掛牌督辦，相關(guān)責(zé)任單位和責(zé)任人被處理。

   岸上的工作人員可以通過人機(jī)交互終端，查看船只航行路線、任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)和檢測參數(shù)分布圖等。

從航模到商用智器

   如果按照傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測方式，通河環(huán)保調(diào)查和執(zhí)法將很難在這么短時(shí)間內(nèi)完成，這讓這一過程中發(fā)揮巨大作用的無人船聲名鵲起。實(shí)際上，近幾年，無人船在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域起到了越來越重要的作用。而將無人船最早引入環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的，是一家名為珠海云洲智能科技有限公司的初創(chuàng)企業(yè)。

   云洲智能科技的創(chuàng)始人張?jiān)骑w在學(xué)生時(shí)期經(jīng)常參加各種航模大賽。2010年，國內(nèi)曝出多起水質(zhì)污染事件，張?jiān)骑w想，能不能將他們制作的模型應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，讓模型成為更強(qiáng)大智能的機(jī)器？

   于是，那一年他與同伴跑遍了大半個(gè)中國，到多個(gè)地區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測站調(diào)研。在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域，傳統(tǒng)在線監(jiān)測方式要在水面不同位置放置固定的浮筒，每個(gè)浮筒價(jià)格高達(dá) 80萬到 120萬元。每隔一段時(shí)間，還要定期派人去清理浮筒，維護(hù)成本頗高。而傳統(tǒng)采樣方式是人工劃船打水，很多時(shí)候靠臨時(shí)招募的人員完成，每個(gè)月只能進(jìn)行一次。

   無人船的出現(xiàn)，就像一個(gè)移動(dòng)浮筒，將監(jiān)測從一個(gè)點(diǎn)擴(kuò)展到一個(gè)面；它還能連續(xù)多點(diǎn)監(jiān)測，繪制出水質(zhì)參數(shù)分布圖，這為大范圍水質(zhì)普查和生態(tài)研究提供了新思路。無人船的測量靈活、高效，只需兩個(gè)人就能完成搬船下水、控制和回收等全部操作，解決了由于環(huán)境執(zhí)法人員有限，很難在短期內(nèi)完成大規(guī)模排查的難題，為應(yīng)急和執(zhí)法提供了有利條件。而且，勘查現(xiàn)場通常環(huán)境都非常惡劣，以通河為例，高毒性污染物苯已超過國家標(biāo)準(zhǔn)的 136倍，而抗腐蝕、抗輻射的無人船能“百毒不侵”，確保工作人員的人身安全。此外，與浮筒相比，無人船幾乎沒有什么維護(hù)成本。

   調(diào)研結(jié)束后，張?jiān)骑w對環(huán)保型無人船的應(yīng)用前景充滿信心。現(xiàn)在，不僅在環(huán)保領(lǐng)域，無人船還逐步出現(xiàn)在測繪、巡邏、搜救等應(yīng)用場景中。

智能化！智能化！

   讓無人船在各領(lǐng)域大展拳腳的，是船上的“司令部”，它由“無人船基令部 ”，船只才能按照既定路線自主航行，自主躲避障礙，并獨(dú)立執(zhí)行各種任務(wù)。司令部還具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和視頻通訊功能，能將數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送回岸上。這樣，岸上的工作人員可以通過人機(jī)交互終端，查看船只航行路線、任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)和檢測參數(shù)分布圖等。

   為了讓無人船能在更多環(huán)境下智能地工作，云洲的智能算法人員正在不斷研發(fā)適應(yīng)更多場景的導(dǎo)航算法和模型，如平靜的湖面、湍急的河流或是暗礁嶙峋的大海。當(dāng)越來越多的算法和模型被開發(fā)出來以后，算法人員計(jì)劃將探索能融合多場景的普適算法。

   與此同時(shí)，船只能像人一樣靈活、合理地蔽障，也是智能算法工程師的目標(biāo)。現(xiàn)在，無人船的蔽障技能還比較機(jī)械。打個(gè)比喻，當(dāng)它遇到障礙物時(shí)，可能執(zhí)行一個(gè)既定策略——向左拐。云洲的算法人員希望，有一天無人船能根據(jù)現(xiàn)實(shí)場景，聰明、合理地蔽障。這意味著“司令部”的算法將越來越復(fù)雜。

   智能算法工程師也正在將人流分析、車牌偵測、逆行識別等路上技術(shù)引入無人船，讓無人船具備船只識別、移動(dòng)船只跟蹤等智能功能。這個(gè)功能對于水上巡邏是不可或缺的。

   無人船的這些智能化功能不僅需要大量算法和模型的開發(fā)，也需要硬件平臺的創(chuàng)新，現(xiàn)在云洲智能引入了研華研發(fā)的高性能工控機(jī)，這是工控機(jī)行業(yè)的最新趨勢，它相當(dāng)于把一個(gè)高性能的服務(wù)器嵌入到具備高可靠性的工控機(jī)中；云洲還采用了研華研發(fā)的視頻采集卡，有了它，無人船在巡航中的錄播就能變成了實(shí)時(shí)的直播。

   在云洲智能的戰(zhàn)略中，更智能強(qiáng)大的無人船將從河流湖泊等內(nèi)陸水域逐漸駛向大海，在海洋調(diào)查、護(hù)衛(wèi)巡邏、海洋搜救和海洋測繪領(lǐng)域繼續(xù)開拓創(chuàng)新。

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