【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所主持研制出多種功能的智能保潔水面機(jī)器人，以此基礎(chǔ)，并聯(lián)合相關(guān)公司，研制出無人控制的智能保潔子母船裝置及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水面保潔子母船系統(tǒng)的無人化、自動(dòng)化和智能化，提高了工作效率、減少了人工和成本。
固體所研制的無人控制的智能保潔子母船裝置由1艘母船和2艘子船組成，子母船協(xié)同作業(yè)時(shí)可擴(kuò)展作業(yè)面積超過30米。為解決3艘獨(dú)立的船體自主協(xié)同作業(yè)(特別是在無人控制模式下)的關(guān)鍵技術(shù)問題，研究團(tuán)隊(duì)提出針對(duì)多目標(biāo)協(xié)同的自適應(yīng)PID控制方法及幾何逼近算法，探究了子船自主控制、子母船協(xié)同的規(guī)劃路線逼近、溜邊逼近、自主巡航和障礙規(guī)避模式和方法，實(shí)現(xiàn)了水面保潔子母船系統(tǒng)的無人化、自動(dòng)化和智能化。
該子母船在實(shí)際作業(yè)時(shí)，可開啟河道逼近、河道中央行駛、河道靠邊單側(cè)逼近駛、自主巡航等作業(yè)模式，且作業(yè)模式可根據(jù)場(chǎng)景自由切換。為保障航行安全，無人作業(yè)的完整協(xié)同決策和控制模型包含傳感器信息采集、信息處理、評(píng)估碰撞風(fēng)險(xiǎn)、開始避讓行動(dòng)、恢復(fù)行使、有效性檢測(cè)和應(yīng)急措施等。所有的作業(yè)模式均以母船為核心，在遵守一般航行原則和國際海上避碰規(guī)則(COLREGS)的前提下，科研團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了基于碰撞風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的動(dòng)態(tài)避障決策系統(tǒng)。避障模式下，子母船會(huì)根據(jù)相遇的情況(即會(huì)面、交叉、超車)，采取合理的避免碰撞措施如超車、跟隨、減速、停泊等，進(jìn)而確保子母船編隊(duì)在受到水流、風(fēng)力和縱向牽引力綜合擾動(dòng)下仍保持編隊(duì)的整體隊(duì)形和各自位置。
與傳統(tǒng)方法相比，該無人子母船顯著提高了作業(yè)效率、作業(yè)速度和作業(yè)安全性，為水面保潔行業(yè)的無人化、自動(dòng)化和智能化升級(jí)換代提供技術(shù)。相關(guān)產(chǎn)品已在深圳、蘇州等地投入實(shí)際使用。
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