上海市蘇州河的河道環(huán)境復(fù)雜，水面障礙物多，附近高樓林立，橋梁多，信號(hào)干擾嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)黑障現(xiàn)象，河道的客觀環(huán)境條件造成了船艇在無人值守時(shí)自主巡航的困難和巨大挑戰(zhàn)。中科院合肥研究院研發(fā)激光雷達(dá)、雙目立體視覺相機(jī)、毫米波雷達(dá)等多模融合感知技術(shù)，能夠準(zhǔn)確地感知障礙物和識(shí)別橋梁等水面目標(biāo)，解決了水面機(jī)器人的智能感知問題;研發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航和電子羅盤融合的導(dǎo)航定位技術(shù)，解決城市復(fù)雜信號(hào)干擾情況下的定位導(dǎo)航問題。為了解決無人狀態(tài)下系統(tǒng)的可靠性和冗余度，中科院合肥研究院分別采用嵌入式和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)雙操作系統(tǒng)并互為備份，同時(shí)采用了無縫切換的混合動(dòng)力系統(tǒng)，并使用了完全物理隔離的多模操作方式，確保控制系統(tǒng)的安全性。
我國有豐富的水域資源，水生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀不容樂觀。長(zhǎng)期以來，我國對(duì)河流、湖泊的清理和監(jiān)測(cè)等主要依靠人工進(jìn)行，效率低，周期長(zhǎng)，監(jiān)測(cè)范圍有限，難以有效地進(jìn)行治理。因此，亟須智能化、自動(dòng)化、安全和高效的水面清潔設(shè)備。但目前國內(nèi)外尚無實(shí)用化的水面清潔機(jī)器人或同類產(chǎn)品，已有的水面清潔無人船多數(shù)是遙控式或者采用嵌入式系統(tǒng)的無人操作功能，缺少基于高速計(jì)算平臺(tái)和智能感知的人工智能軟硬件技術(shù)，因此智能化和自動(dòng)化程度較低、抗風(fēng)浪等級(jí)低、保潔作業(yè)功能弱，僅能在景觀湖等風(fēng)浪較小的水域作業(yè)，嚴(yán)格意義上只是屬于初級(jí)無人船，還無法實(shí)現(xiàn)全自主的智能保潔作業(yè)。
“我們研制的智能保潔水面機(jī)器人最大排水量超過5噸，一次作業(yè)能清掃3立方米以上的水面漂浮物，在國內(nèi)首次達(dá)到B級(jí)航區(qū)自主作業(yè)能力，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。 2018年，曾在上海首屆中國國際進(jìn)口博覽會(huì)期間用于黃浦江水面保潔作業(yè)，效果良好。 ”“水面保潔機(jī)器人”研究團(tuán)隊(duì)余道洋博士介紹，此次皖產(chǎn)水面機(jī)器人用于上海市蘇州河水面無人保潔服務(wù)，為上海的生態(tài)之城建設(shè)增添了智能化技術(shù)水平，減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。 “該水面機(jī)器人具有在多種河道運(yùn)行的通用性，可以根據(jù)需求進(jìn)一步擴(kuò)展用于水質(zhì)移動(dòng)監(jiān)測(cè)、水生態(tài)修復(fù)和治理、水文地質(zhì)探測(cè)和測(cè)繪、應(yīng)急救援、重要水域安防等，有望在上海和全國推廣應(yīng)用。 ”
