水上無人船的案例
水上應急救援無人船實現高效續航，魯渝能源大功率無線充電突破行業難題
應用場景廣泛，不止于應急救援
除了水上應急救援船，該無線充電系統還廣泛應用于水產養殖無人船、測繪艇、防汛監測艇等多種智能船舶領域，推動水上行業向智能化、無人化轉型升級。
青島魯渝能源始終致力于通過創新能源技術，為行業提供更可靠、更先進的動力支持。我們相信，科技的使命不僅是突破極限，更應為人類創造安全、高效和可持續的未來。
如果您正在尋找適用于無人船的大功率無線充電解決方案，歡迎聯系青島魯渝能源公司。我們愿與您攜手，共同推動水上無人設備行業向前發展！
這艘“無人船”載80名乘客試航成功，無人船時代比你想象的還要快
今年1月，羅羅在芬蘭圖爾庫建立了自主船舶研發中心，旨在使遠程和無人駕駛船舶技術成為現實。芬蘭是ICT專業知識和強大的航運集群的所在地，因此，羅羅選擇芬蘭作為自主航運聯盟的研發中心，推動全球航運業在未來十年向數字化轉型。
從無人駕駛船舶到如今“載人”無人船的試航成功，無人船時代的到來已經越來越近。
爭分奪秒的生命線：魯渝能源無線充電技術為水上應急救援船“永不斷電”
水上應急救援，是與時間賽跑的生命競賽。救援船只在發現落水人員、運送緊急物資時，每一秒都至關重要。然而，傳統充電方式導致的備戰延遲、電池管理復雜等問題，可能成為救援行動中的潛在風險。
魯渝能源深刻理解應急救援裝備對“隨時待命、即時響應”的極致要求，將成熟的工業級無線充電技術應用于水上應急救援船領域，為生命救援架設起一道“永不斷電”的能源保障。
技術實現：極速、安全、全自動的能源補給
我們的無線充電系統為救援場景進行了深度優化。在救援基地，充電塢被預先部署在最佳出擊位置。當救援船結束任務或日常待機時，無需任何人員操作，即可自動泊入充電塢。
極速響應：整個充電過程無需尋找充電口、插拔電纜，實現“即停即充”。這為執行多頻次、連續性的救援任務贏得了寶貴的充電窗口。
全環境安全強化：救援現場常伴隨風雨、浪花。我們的充電模組具備全面的過壓、過流、過熱及異物檢測（FOD）功能。當檢測到金屬異物進入充電區域或有大量積水時，系統會立即暫停充電，從根本上杜絕安全隱患。這種內在的安全性，遠優于在慌亂中可能操作失誤的有線充電。
智能化電源管理：系統可與救援中心的管理平臺無縫對接，實時上報船只電量與充電狀態。確保指揮中心能隨時掌握每一艘救援船的備戰情況，實現資源的精準調度與最優配置。
重塑應急救援備戰模式：
通過引入魯渝能源無線充電系統，救援隊伍可以建立“常備不懈”的備戰新范式。船只始終保持在最佳電量狀態，確保在接到指令后能夠瞬間出動。這不僅提升了救援效率，更重要的是，它為挽救生命提供了更可靠的技術支撐。
我們堅信，最先進的技術應當服務于最迫切的民生需求。魯渝能源愿以穩定、高效的無線供電技術，成為水上應急救援力量最信賴的“能量后盾”。
展開 水上無人系統研究進展及其面臨的挑戰
四方智能(武漢)控制技術有限公司開發的“Seafly01”無人艇，船長10.25米，航速45節，續航400公里，其岸基監控平臺較為先進。上海大學研制的“精海”系列無人艇曾用于淺海地形測量，典型型號航速18節，實現了3級海況的航跡跟蹤誤差小于3米，獲得了國家技術發明二等獎。大連海事大學開發的“藍鯨號”已經在海上開展過多次避障試驗。華中科技大學東莞研究院開發了多個型號的無人艇。中科院沈陽自動化研究所在無人艇環境感知方面開展了大量扎實的海上測試工作，具有很強的研究實力。
上海交通大學開發了動力定位無人艇，參加了全球無人艇挑戰賽。動力定位無人艇在定位(如水上定點采樣)、精確循跡(如測繪)和靠泊時具有明顯的優勢。除以上單位之外，武漢理工大學、江蘇科技大學、天津大學和福州大學等高校，安徽科微智能科技有限公司、江陰市北海救生設備有限公司、中國航天科技集團有限公司、中國船舶重工集團公司、武漢南華工業設備工程股份有限公司、深圳三方無人技術有限公司、廣州中海達衛星導航技術股份有限公司、北京海蘭信數據科技股份有限公司和海南今海新天無人船科技有限公司天等許多企業也都在對無人艇技術開展研究，開發了試驗艇。不同單位結合不同背景進行了一些應用嘗試，如上海大學和珠海云洲分別派出了無人艇參與南極科考，珠海云洲、華中科技大學、大連海事大學和上海交通大學都公布了多無人艇編隊的演示視頻，包括珠海云洲81艘無人艇的編隊航行，華中科大東莞研究院的多艇編隊航行、大連海事大學的多艇編隊航行，以及上海交通大學以遠海救援和多船海上作業為背景的多船協同。
在學術研究領域，國內外的大學和研究機構在無人艇關鍵技術方面開展了前沿性研究，取得了許多理論成果。
環境感知對無人艇正常航行至為關鍵。
展開 
基于無人機和無人船的島礁地形測繪技術
我國島嶼總面積約8萬平方千米，約占陸地面積的0.8％，面積大于500m2的海島有6500多個，大部分無人居住。準確、可靠、系統的獲取島礁及其周邊海洋信息數據，建立島礁水上水下一體化高精度模型，實現島礁信息的“數字化”和“透明化”，可為海洋經濟發展、環境保護、權益維護提供科學的數據和信息依據。
由于波浪和潮汐原因，水邊線會隨時間不斷變化，導致水上和水下數據在建模時存在數據空白區域。近年來興起的船載水岸一體化綜合測量技術，集成了水上激光掃描系統、水下多波束測深系統、全景影像采集系統和POS定位定向系統等實現水岸一體測量的綜合測量技術，較好地實現了水深及地形數據的拼接與融合。但是該方案仍存在3個問題:①船載激光掃描系統對水上部分只能進行側向掃測，被掃測對象頂部的區域容易造成掃測盲區。②當島礁周邊地形以灘涂為主且潮差較小時，船載激光測量與多波束測量成果之間存在淺水部分盲區。③無人島礁缺失基準點，測量成果絕對精度較低，難以滿足工程需要。采用小型無人機航空測量技術手段進行空中俯視掃測，可解決頂部盲區問題。有學者提出了合理利用高低潮差、基于水陸兩用車的水岸一體綜合測量技術、機載藍綠激光水深測量技術等方案，可減少淺水地帶的盲區。跨海高程傳遞手段是解決基準點缺失問題的常用手段，而無人島礁一般距離岸邊較遠導致實施較為困難。探索一種新的系統綜合高效解決上述問題成為當務之急。
如今，無人機、無人船等海洋新型測量平臺技術逐漸成熟，本文設計了一種基于無人機和無人船的島礁地形測繪系統，分別搭載激光雷達、多拼相機、多波束測深儀等設備，在大地測量獲取的高精度基準坐標基礎上，合理利用潮位的高低潮差，并根據無人船吃水淺的特點，全面獲取海島礁的水上水下三維地形、三維模型，實現島礁地形等值線提取和島礁資產調查等功能，為有效維護島礁主權和島礁資產管理提供數據支持。
展開 長江航道局加快推進無人機無人船技術推廣應用
6月30日，長江航道局印發《無人機無人船在航道養護工作中的應用專項工作方案（2021-2024年）》（下文簡稱《方案》），明確未來三年內在航道巡查、航道測量、整治建筑物觀測、應急調度等主要生產業務領域加快推進無人機無人船的推廣應用，為長江航道高質量發展提供有力支撐。
長江航道無人機測量作業
近年來，為提升長江航道管理養護科技水平，長江航道局一直致力于無人機無人船技術的推廣，目前已在航標日常巡檢、航標故障應急排查、整治工程原型觀測等領域進行了應用，有效減少了船舶開航和人員投入，縮短了工作時間、提高了工作效率，提升了安全系數?！斗桨浮返闹贫ㄖ荚谶M一步統籌和共享科技創新資源，加快推進無人機無人船在航道養護工作中的應用。
長江航道無人測量船
《方案》要求，今年7月起，該局將全面總結無人機無人船在航道養護工作中的研究與應用情況，分析評估研究與應用水平、取得的主要成效、存在的主要問題。同時，依托現有站點布局，結合無人機無人船在航道養護中的應用需求，從站點布設、設備配備、儲存、轉運及附屬設施配置等方面開展布局規劃架構研究，形成布局規劃。
《方案》提出，今年年底前，該局將結合應用場景和功能需求，開展無人機無人船選型論證，形成《無人機無人船選型指南》，同時對長江航道局無人機、無人船持證操作人員實行統一登記管理，建立長江航道局無人機無人船存量資產配置檔案，組織匯編無人機無人船相關標準規范、技術手冊、操作規程、應用指南、培訓教材等。
《方案》明確，明年起至2024年，無人機無人船在長江航道養護工作中將實現應用規模基本形成、能力基本適應、體系基本建立，逐步建立一套布局有規劃、配置有標準、操作有指南、管理全鏈條、養護一體化、隊伍專業化的技術標準規范和業務管理模式。
展開 香港計劃推出無人機載客和水上飛機服務，單程票最低200港元！
香港將成為世界上首批引入客運無人機(城市空中機動)和運營水上飛機航線的城市之一。香港將提供無人駕駛飛機客運服務，連接中環、觀塘商務區和將軍澳，通勤時間將縮短至5至8分鐘，非繁忙時段的單程票價預計將低至200港元。
NASA估計，到2027年，載客無人機行業預計將達到160億美元，復合年增長率為26%。到2050年，將達到800億美元，可獲得的市場價值將達到5000億美元。目前，全球有9700家公司在研究引進UAM客運無人機，而Seaplane將是香港首家研究引入UAM客運無人機的公司。
水上飛機服務將在香港推出，并提供空中觀光服務，連接香港與大灣區。進一步融入大灣區其他城市，進一步實現一小時生活圈。這些新興市場在香港及大灣區的發展，對香港整體經濟及旅游發展具有巨大潛力。2020年，全球兩棲飛機市場價值1.6億美元，預計到2028年將增長到3.6億美元。
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展開 無人船時代加速到來
如今，像被熱議的無人車、無人機一樣，無人船也被頻繁提起，其不同于漫無目的的“幽靈船”，而是一種可以借助精確衛星定位和自身傳感，即可按照預設任務在水面航行的全自動水面機器人。 道路是曲折的，前景是光明的。這是新事物無人船目前的處境。 全球最大的班輪公司馬士基集團首席執行官施索仁曾表示，當前業內積極推進船舶自動化，但短期內不太可能導致集裝箱船上船員減少。毋庸置疑，無人船在發展過程中確實面臨著諸多挑戰，包括相關法律法規的編寫和完善，初始和日常運營方面的較高費用支出，來自動力、駕控、特殊功能和岸基中心等方面關鍵技術的應用挑戰，整個業態的重構或者流程再造的挑戰，以及網絡安全方面的威脅等等，這些都將是無人船在發展過程中必須要面對的攔路虎。
挑戰足夠多，但市場前景同樣廣闊，各國對無人船領域研發的重視，使得無人船時代正在加速到來。 芬蘭國家技術創新局制定了具體計劃，目標是在2025年，提供全球首批無人海事產品、服務和一個“極具活力的生態系統”，將通過全尺寸測試驗證實現波羅的海無人自主商業海上交通。 全球最大的礦業集團——澳大利亞必和必拓正在研發超大型自動航行“無人”散貨船，其期望這項技術可以在10年之內實現。 日本航運業正大力研發無人駕駛船，計劃在2025年打造出大型無人駕駛船隊。 挪威Wilhelmsen與Kongsber聯合成立了全球第一家無人船公司Massterly，預計將于今年8月正式開始運營，來監控和運營挪威乃至國際上的無人船舶。
展開 無人船路徑跟隨控制方法綜述
張旋武 1，2，3 謝 磊 1，2 初秀民 1，2，4▲ 謝 朔 1，2，3 柳晨光 1，2 張代勇1，2，3
（1.武漢理工大學智能交通系統研究中心 武漢 430063；2.武漢理工大學國家水運安全工程技術研究中心 武漢 430063；3.武漢理工大學能源與動力工程學院 武漢 430063；4.閩江學院物理學與電子信息工程系 福州 350108）
摘 要：無人船路徑跟隨控制同時存在非線性、時延、系統模型不確定以及風、浪、流干擾等問題，使得無人船高精度路徑跟隨控制的實時性控制難以保證。分析目前幾種主要的路徑跟隨控制方法，PID、反饋線性化以及反步法在無人船航行存在高度非線性時，控制精度難以滿足需求；滑?？刂频亩墩裉幚矸椒ㄈ钥梢赃M一步優化；模型預測控制的實時性和精確性難以兼顧；模糊邏輯控制為提高控制精度，通常需增大模糊規則庫，導致計算復雜；強化學習等智能控制算法在無人船路徑跟隨控制中具有較大的應用前景，但控制性能有待提高，且缺乏相關試驗。基于此，總結了可能提高PID、反饋線性化和反步法控制精度的方法，提出將分層控制思想用于解決復雜模糊規則庫和模型預測控制的計算復雜問題，并展望了強化學習等智能控制在無人船路徑跟隨控制中的可能的發展方向。
關鍵詞：智能船舶；無人船；路徑跟隨；控制算法
0 引 言
路徑跟隨控制是無人船（unmanned surface vehicle,USV）運動控制的基礎問題。路徑跟隨控制是指在不考慮時間維度的情況下，控制USV按照設定軌跡航行。USV在航行過程中受到風、浪、流的干擾，以及運動模型不確定的（包括船速、載重等因素變化）影響，導致實際控制效果與預期不一致，增加了USV路徑跟隨控制的難度。
展開 DeSET遠程無人駕駛船首次測試
這是DeSET項目中新型遠程測繪船的首次測
試。
DeSET項目本身也是繪制整個海洋的深度
——是全球計劃的一部分，這一全球計劃預計在2030年完成。
ArduPilot團隊的核心開發者Randy Mackay對這個項目做出了回應，以下是他本人回應的內容。
我的團隊的目標是在這項工作中，通過建
造可以跟隨載人船或自行航行的原
型，增加自主無人船的使用。
視頻原型由日本無人機設計制造公司Attraclab構建
并具有以下特點
赫星Cube Gold自動駕駛儀（金色飛控），運行ArduPilot Rover 4.0固件。
1.2hp汽油發動機，由兩個伺服電機（一個用于轉向，一個用于節流閥）控制。這些伺服電機安裝在船頂的防水外殼內。
RichenPower（瑞深航空科技）的發電機。
展開 自主航行=無人船……嗎？
8月15日，全球首艘無人貨船的建造消息正式官宣。全球最大的化肥制造商挪威Yara集團與挪威VARD船廠簽署了價值2.5億挪威克朗（約合2960萬美元）的合同，將建造全球第一艘零排放全自動集裝箱船“Yara Birkeland”號，計劃在2020年年初交付。
有消息稱，“Yara Birkeland”號將首先由船上的船員進行遠程操作，然后才逐步過渡到完全自主的運作。那時候，無人駕駛船舶的管理規則預計將部署到位。
由于燃料經濟性和人工成本優勢，近年來關于無人船的討論之聲日益高漲。無論是在軍工科研還是民用領域，無人船都成為了一大熱點，刺激許多船企進行相關研究。但是，無人船到底是什么？自主航行的船舶是否就是引領未來的無人船呢？來試讀一篇學界的分析文章。
——編者
圖片來自shiplilly.com
“免維護”的爭論
“我們是否會有‘免維護’船舶呢？”
展開 
完全無人船很難實現！——從維修保養角度觀察
圖片來源：康世伯格海事
有一種說法，那就是在未來，人工智能 (AI) 和自主航行船舶（無人船）將改變國際商船隊，考慮到航運業的綠色轉型和數字轉型，船舶設計可能進行全面改造。提前了解貨船維修保養方面將發生的變化很變得越來越重要。
根據以往的經驗，船舶需要的維修工作主要可以分為下列幾種類型：
1. 設備出現破裂、泄漏或吱吱作響等故障；
2. 定期維修保養；
3.預防性的維修，需要工作人員檢查設備是否需要清洗；
4. 設備條件的維修，一般發生在設備的熱量、振動或噪聲等超出可接受范圍時；
5. 基于狀態的規范性維護。
和普通商船一樣，自主船舶上也需要具有完成上述工作的能力，目前雖然AI技術的發展似乎能起到一些積極的作用，但仍然沒辦法完全替代人的工作，所以自主船舶仍然面臨著一堆需要解決的問題。
設備維修性工作的具體內容包括更換爆裂軟管、清潔堵塞的燃油濾清器、擰緊螺母和螺栓、清理通風管以及處理害蟲等，這些都很適合使用人工智能技術優化，但卻無法做到不需要人來參與。而且維修保養工作在船上工作中屬于低等工作，人工維護在自主船舶設計者的優先事項列表中被排到很低的位置。雖然自主船舶的設計師們毫無疑問會盡力設計出使實際機器中不會出現一丁點故障的系統，但是如果某一個小失誤沒有被發現，整條船就可能沉入大海。大數據、人工智能和先進的機器學習方法有助于最大限度地減少設備的計劃外停工時間，但它們面對黑天鵝事件時卻很難靈活的生出解決方案。
不確定性下的維修保養工作
任何維修保養系統都很難處理罕見且不可預測的異常事件（黑天鵝）。“頻率錯覺”（心理學專有名詞）和“利用過去預測未來的技術”很容易成為突發事件的“背鍋王”。
展開 這兩家公司聯手開發無人勘測船
荷蘭輝固公司（Fugro）近日與無人駕駛和自主船舶技術提供商L3 ASV簽署了一項聯合開發協議，為商業勘測市場研發新一代自動船舶。
11月6日，Fugro表示，這一合作伙伴關系匯集了兩家公司的專業知識，將共同開發各種不同的無人駕駛水面航行器（USV）。第一艘USV計劃在2019年第二季度交付，設計用于大中型水文測量應用。
Fugro創新船舶總監Wim Herijigers表示，Furgro相信，隨著時間的推移，公司很大一部分船舶業務可以通過使用自主和遠程技術來進行優化；Fugro很高興能夠與L3 ASV達成協議，這種合作伙伴關系符合Fugro的戰略，即利用技術減少海上員工的風險、提高運營效率。
L3 ASV銷售和市場總監Vince Dobbin表示，很高興與Fugro合作，將L3 ASV的無人船專業知識與Fugro無與倫比的全球勘測能力相結合；這種合作伙伴關系將給整個海洋勘測行業帶來一輪變革，提供更有效、更安全地收集更多數據的新方法。
展開 無人船會成新風口嗎？豐田也來投資
豐田AI Ventures高層吉姆-阿德勒（Jim Adler）說：“因此將自動駕駛技術應用于海上的船只是完全合理的?！?總部位于波士頓的Sea Machines Robotics公司合由邁克爾-約翰遜領導，后者是一名海洋工程師，曾幫助為傾覆的意大利豪華郵輪“歌詩達協和號”（Costa Concordia）觸礁案進行過回收嘗試。在進行這個項目的時候，他可以從自己位于意大利Isola del Giglio的公寓里看到失事游輪，因此看到了這其中有巨大改善的空間。數據顯示，人類錯誤導致了目前發生在海域的大部分事故。就像在路上交通一樣，人類犯錯總是一個棘手的問題。但依靠現代技術，我們可能會有所改變?！?因此，約翰遜在2013年創立了Sea Machines Robotics公司，該公司致力于開發一系列使水上交通更加安全和高效的系統。
“對于一個長期以來一直以同樣方式運營的行業來說，這是一項嶄新的技術?！彼f。
目前，Sea Machines Robotics公司業務主要分為兩大類。第一，該公司正在開發一種將小型船舶自動化駕駛的系統。在這些小型船舶中，人力往往可以占到運營成本的一半以上，它們包括海洋作業船、海上勘測船、消防船、保安船和應對漏油的應急船只。像自動駕駛汽車一樣，針對這些船只的解決方案是基于傳感器和軟件，即通過傳感器讓船只感知周圍環境，軟件則進行相應的動作來移動船只。去年9月，該公司發布了第一款產品SM300，該產品允許用戶遠程操作工作船。
當在涉及橫渡大洋的遠航集裝箱船時，Sea Machines Robotics并不認為將人類工作完全排除在外是一個好主意。約翰遜說，在這些船上的人力勞動只占很小一部分成本，部分原因是這些船只只需要很少的水手。
展開 異地遠程喚醒，綠灣推出無人船黑科技
2018青島OST展會現場，武漢勞雷綠灣船舶科技有限公司創新推出了“無人船系統解決方案——異地遠程喚醒”現場體驗活動，邀請觀展者和參展商一同感受綠灣無人船”黑科技“的便利，下面小編帶您來一睹風采吧！
武漢基地——USV-I1750無人船搭載HD510及IRTK2等任務載荷在武漢市青山區水域蓄勢待發，等待青島藍谷發出遠程喚醒及任務指令。
USV-I1750無人測量船
無人船坐標定位武漢
青島藍谷——體驗者在技術人員的現場指導下啟動控制系統，對無人船進行喚醒。隨后，通過軟件系統進行路徑規劃、自主航行、實地測繪、視頻監控、自動避障、一鍵返回等遠程操作體驗。
青島現場觀展者體驗中
無人船艇系統遠程喚醒后進行任務規劃
漢基地數據成果實時回傳青島藍谷
現場體驗表示，無人船遠程喚醒功能的創新，顛覆了測量測繪行業戶外作業人員的工作方式。小小無人船，功能十分強大，一鍵啟動異地喚醒功能可以迅速處理應急事件，遠程控制方式讓測繪工作更加便捷。
測量作業人員可以足不出戶，根據任務需求，搭載測深儀、ADCP、多波束等各式傳感器，在不同的水域設定航行路徑，進行水深、流速測量等操作。
無人船軟件系統可快速準確分析，測量數據實時回傳至基站，根據無人船的航行軌跡，借助各類測繪軟件，生成測量數據分析成果。
觀展者現場體驗完畢后感嘆說：“希望綠灣能加大市場推廣，將產品普及至全國各大水域！”
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