上海大学：无人艇水下科考

     近日，上海大学“精海”无人艇启程前往江海汇合海域探测长江口二号沉船，拉开海上无人  系统水下考古序幕。

    “之所以取名为‘精海’，有两层意思：一是来自精卫填海的故事，二是希望能精确地执行海上任务。”上海大学机电工程与自动化学院副院长罗均说。

    在今年1月举行的2016年度国家科学技术奖励大会上，上海大学的无人艇项目“复杂岛礁水域无人自主测量关键技术及装备”获得了国家技术发明二等奖。令学界同行瞩目的是，该校无人艇团队的平均年龄不到30岁。

    以南海岛礁海域为代表的岛屿建设和开发，直接关系到我国经济建设、领土完整和国防安全。“无人艇属国际尖端技术，正成为发达国家争相研究的热点。”罗均介绍，相关测量技术和装备受西方国家严密封锁，必须自主研发。

    结合上海大学“机械电子工程”国家重点学科“海洋无人船舶与装备”研究团队的科研积累，上海大学牵头，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，经过十多年技术攻关，突破了无人测量艇自主控制系统等一系列关键技术难题，研制了我国首艘海洋无人测量艇“精海1号”，以及南极罗斯海科考“精海2号”无人艇、东海海洋测绘/海洋重大工程勘察“精海3号”无人艇和水利环保监测“精海4号”无人艇。

    据介绍，“精海”无人艇突破了三大关键技术：抗扰动控制技术，声纳图像稳定、去噪与拼接技术，水面/水下立体组合避障控制技术。例如声纳图像稳定、去噪与拼接技术，针对浪涌流及艇体运动对声纳造成的颠簸影响，发明了基于仿生眼球运动的声纳云台主动抗颠簸方法，颠簸幅度降低50%；针对海洋声纳图像信噪比低的问题，发明了硬阈值/维纳变换协同滤波自适应去噪方法，信噪比提升30%，优于国际主流去噪方法；针对前扫声纳视场受限问题，发明了位置—姿态—声纳图像无缝融合拼接方法，将连续平移及旋转扫测的声纳图像拼接，在克服图像特征稀少、环境干扰大等方面优于国际同类研究。

    目前，上海大学研制的7个系列“精海”无人艇，作为产品交付中国海事局、国家海洋局等，搭载在海监船、海调船、海巡船和“雪龙号”上，实现了中国无人艇在南海巡航、南极科考等关键领域应用的突破。