無人勘測船的案例
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。
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來源：地球能量局
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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。
看千巡翼X4無人機如何破解高原公路勘測難題
①高原高海拔氣候，人會有高反缺氧，無人機能正常起飛作業嗎？
②高差大、信號不穩定的情況下能保證數據精度嗎？
③峽谷風大還存在亂流，飛行安全能保證嗎？
帶著這幾大疑問，千尋位置技術同學攜帶千巡翼X4無人機+200XT激光雷達和合作伙伴一起開車10多個小時從青海西寧出發到果洛洲斑瑪縣客戶項目上進行作業實踐。
（圖一：新飛機首次開箱滿滿的儀式感——給新飛機獻上代表吉祥的哈達-藏語：扎西德勒）
項目概況
項目位于青海省果洛藏族自治州班瑪縣，地處高原，平均海拔3600+。測區總長約為60公里的帶狀公路，做前期勘測測量工作，全線最大高差超400米。設計公路整體依山而建，公路兩邊山上植被茂密，測區俯視圖見下圖，選擇某段高差較大的區域來進行成果驗證。
（圖一：測區完整線路圖）
成果要求：
數據資料：真彩色點云、DEM成果、正射影像圖
成果坐標：CGCS2000,1985高
精度要求：點云平面和高差精度優于10cm
點云帶寬：沿公路中線左右寬度各不低于100米
設備選型
由于測區地處青海高原，平均海拔3650米，高差超400米，且植被茂密，對無人機的動力性能、安全性能和激光雷達的穿透性都有很高的要求。
本次攜帶千巡翼X4多旋翼無人機搭載QX-200XT激光雷達進行飛行數據采集，采用QX-scan和QX進行數據數據預處理和后處理。
展開 
基于無人機和無人船的島礁地形測繪技術
系統設計及創新點
⒈系統組成
基于無人機和無人船的島礁地形測繪系統由大地測量分系統、機載分系統、船載分系統以及數據分系統組成。各分系統見圖1。
系統組成示意圖
⑴大地測量分系統
無人島礁一般距離大陸較遠，缺失基準點。導致無人機和無人船數據的相對精度較高，而絕對精度不足。因采用跨海高程傳遞較難實施，本文通過GNSS測量基站控制點的三維坐標。
大地測量分系統的主要作用是:①作為島礁規劃建設的依據和基準數據；②確保無人機航拍和無人船作業期間的RTK高精度位置定位及地面檢核點(外部檢核)的精確檢核；③對無人機航攝、水下測量數據進行精確糾正；④對不同數據成果進行坐標轉換。
⑵機載分系統
無人機航空攝影作為空間數據采集的重要手段，具有快速高效、機動靈活和成果精細的特點。面向無人島礁等高危險地區，可以快速獲取高分辨率正射影像和激光點云等數據。本文利用大地測量提供的高精度控制點信息，提高無人機測量絕對精度，成果可用于島礁規劃與施工。
機載分系統主要用于獲取島礁陸上部分成果。多拼相機用于獲取真三維模型及DOM數據。在低潮時間段，通過無人機進行水陸交界處數據獲取，可以擴大水上數據獲取范圍，提高與水下數據的重疊度，以提高數據拼接的精確度。
來源：無人機之家
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。《方案》的制定旨在進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 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；滑模控制的抖振處理方法仍可以進一步優化；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 
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。”他說。
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！”
展開 超聲波傳感器在無人船水位控制中的技術應用方案
隨著科技的不斷發展，無人機技術因其靈活、快速且不受地形、環境等條件制約的特點，被廣泛應用于大比例尺測繪中，且均取得了較好的成果。近年來，搭載單波束測深儀的無人船被越來越廣泛地應用于近海與內水的水深測量工作中，相較于傳統水下測量中,常常會遇到淺水區域載人測量船無法靠近、部分水域無船可用、水域復雜十分危險等情況,這時可使用智能無人測量船系統來進行水下地形的測量。
無人船測量系統是新一代智能化綜合作業平臺，無人船在線監測系統可實現水質自動監測、水文流量、水深測繪、地貌探測等實時連續監測和遠程監控，達到及時掌握主要流域重點斷面水體的水流流速狀況、預警預報重大或流域性污水排放事故，監督總量控制制度落實情況、排放達標、偷排情況等目的。在無人船上加載聲吶測深設備，就可以獲取無人船航跡上的水深數據，根據當時的水位高程，就可換算出單點基底高程。通過航跡上取得的多點基底高程就可以獲取河道的斷面的基底高程，將此數據輸入到聲層析斷面流量計中，就可以與其測量到的流速值，獲取實時的流量數據。
而水位的控制是此方法得以實現的重要保證，無人船測深作業水位不應低于正射影像獲取水位。對于水位受潮汐影響巨大的海上作業區，應在正射影像獲取時記錄水位，在水位不低于正射影像拍攝水位時進行作業，或根據水位適當縮小測量范圍，以保證作業安全。在水位短期內處于穩定的水域，如河流、水庫、湖泊等影響較小。為監測無人船水位深淺工采網推薦使用MaxBotix 超聲波液位傳感器 - MB7066。
MaxBotix 超聲波液位傳感器 - MB7066是一種體積小但堅固的耐風雨的超聲波傳感器。符合IP67防護安全等級，可以防護灰塵吸入，可以短暫浸泡。有很高的輸出聲功率和連續可變的增益，能實時自動校準，有很好的噪聲抑制算法等優點，都能有效地實現無噪聲距離讀數。
展開 無人船要來了，“陸海空”終將全部進入自駕模式
就日本政府而言，它此前發布的2017未來投資戰略白皮書中，就包括了商船三井和日本郵船在內的日本公司計劃組建一支無人駕駛商用船隊，船隊包括250艘貨運船，按照計劃，這支船隊將在2025年投入使用。
至于國內方面，去年，在上海舉辦的2017年中國國際海事會展上，不但出現了中國國產的首艘智能船、首艘豪華游輪，還啟動了全球首艘無人小型貨船項目。據悉，該無人貨船名為“筋斗云”，由中國船級社、珠海市政府、武漢理工大學和云洲智能公司共同打造，可自主運行。
該船規劃為500噸級，采用電力推進，續航能力可達500海里。相比大型遠洋運輸船，小型無人貨船將快速完成設計、建造、測試任務，預計將在2018年底下水，2019年率先在全球實現商業運營，開啟全球無人航運之門。
實際上，近年來，隨著傳感器和智能駕駛技術的突破，可以自動規劃航道、自動規避障礙物的自動駕駛船舶技術已經成熟。比如，美國海軍的“海上獵手”無人艇已經開始了海試。有專家還曾預測，未來無人航運市場的規模可能達到萬億美元級別。對于這個富有前景的市場，科技巨頭們似乎也沒有放棄的理由。
科技巨頭及創企紛紛投入其中，各司其職做大蛋糕
瞄準自動駕駛船舶這一市場，不少科技巨頭投身于建造自動駕駛船只，但其他企業，比如一些初創公司，則試圖通過開發可搭載在船只上的自動或半自動系統，獲取一定的市場份額。
來自科技巨頭的努力
三星&AWS：
8月初，主要造船商三星重工（Samsung Heavy Industries；三星集團核心子公司）宣布，它正在使用亞馬遜的AWS云服務來構建自主航運平臺，以實現集裝箱船只的自動駕駛。
三星表示，它還希望通過AWS將機器學習，增強現實，虛擬現實，分析，數據庫和存儲整合到其智能運輸平臺中。而這項技術將用于創建船舶駕駛艙的虛擬復制品以進行陸基訓練和模擬等計劃。
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