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  • 1 # 海底月030

    中國有相當可觀的海洋資源和狹長的海岸線,可以預見水下機器人的前景還是相當廣闊的。目前,水下機器人市場正處在初步起步階段,但是未來他將會應用到許多場景之中,暗藏著巨大的機遇。相信經過這兩年的起步發展,以後水下機器人將會成為繼無人機後,機器人領域的又一個潛力巨大的發展行業。(視界網)http://www.shijiezx.com/news/show.php?itemid=e11e445b673ee7c3

  • 2 # 中研網

    據中研產業研究院釋出的《2019-2025年國內外水下機器人市場發展預測及投資比較分析報告》統計資料顯示

    國際水下機器人裝置市場分析

    一、國際市場現狀及發展趨勢

    從全球範圍來看,美國與日本在水下機器人領域最具競爭優勢。近年來,隨著科技的進步和發展,涉及水下機器人的能源提供、精準定位、零可見度導航、高強輕質材料等技術的研究都取得了不同程度的突破,加上市場需求的增加,美日兩國的水下機器人產業化也得到迅速推進,其產業化水平遠遠高於中國。由於科研機構產業化動力不足及企業進入門檻相對較高等原因,中國水下機器人產業化多年來進展緩慢,但近幾年有加快的趨勢。

    瀋陽自動化所、上海交通大學在早年就開展了水下機器人產業化方面的工作,但其他高校與科研院所推動相關科研成果產業化還只是這兩年的事情。瀋陽自動化所成立了瀋陽新松機器人自動化股份有限公司,上海交通大學成立了南洋水下工程公司,但後者還未形成真正的生產能力。而在水下機器人科研方面碩果累累的哈爾濱工程大學,與企業合作較少,一般是客戶找到學校,提出自己的產品需求,學校就做一套。與前衛儀表公司開展的合作,是其向產業化邁出的重要一步。

    同時,進入這一領域的資金和技術門檻較高,特別是真正作業用的水下機器人結構較為複雜,研製週期相對較長,產業化難度大。這也在一定程度上阻礙了水下機器人的產業化程序。正因如此,業內專家建議,鑑於目前海洋石油工程、海洋科考、海洋打撈等領域對水下機器人的需求猛漲,而且呈現不斷增多的態勢,有關部門應高度關注水下機器人的產業化發展,並在專案立項與實施方面給予政策傾斜。此外,相關科研單位和生產企業可以與實力雄厚的需求方,如大型石油集團、海洋勘測企業或打撈企業等聯手實施產業化專案。只有這樣,中國才不至於在水下機器人這一新興市場相比先進國家"慢一拍"。

    二、國際市場需求結構分析

    圖表:2018年全球水下機器人市場結構

    三、全球主要供應商分析

    圖表:2017年全球ROV市場份額分佈

    四、國際市場的重要動態

    (一)美國海軍無人潛航器的最新發展現狀

    與世界上其他十幾個研製UUV的國家相比,美海軍處於領先地位。美國海軍在國防部《無人系統發展路線圖》的指導下,先後頒佈了包括《無人潛航器主計劃》在內的大力發展各種無人系統的一系列綱領性計劃,分別指導不同型別無人裝備的發展。2016年美國海軍在政府國防預算中獲得了大量的資金支援,用於擴大無人潛航器編隊的規模。美國現有在研、在役多項水下無人潛航器,覆蓋各種排水量和動力型別,用途涵蓋海洋環境調查、偵察與反水雷、察打一體化等任務。

    2015年,美國在對原有專案進行試驗、測試和部署的同時,釋出多個新專案計劃,加大對該領域的研發力度。

    1、"反潛戰持續追蹤無人艇"ACTUV

    ACTUV專案是美國科學應用國際公司為DARPA研製的無人潛艇探測器,該專案旨在應對未來安靜型柴電潛艇的威脅。該無人艇採用光電感測器、遠端/近程雷達,以及光探測/測距裝置,利用人工智慧與艇載感測器進行導航,具有探測、跟蹤、告警、規避功能,能夠進行無線和衛星等多種通訊。艇體採用複合材料,具有隱身效能;該艇暴露在水面以上的部分體積不大,雷達反射截面積較小,其主艇體潛行在10m以下,整艘艇的隱蔽性和淺海航行能力均較好;航速達到27kn,作戰半徑達到3000km,續航時間為期3個月,機動效能較強,具有極佳的前沿部署能力及大範圍反潛能力。

    2015年初,ACTUV進行了為期6周的測試,測試範圍為35海里。測試中,共設定了100種不同的場景對該系統特性進行測試,ACTUV成功跟蹤了1km外的目標艇。2015年底,美海軍"反潛戰持續追蹤無人艇"(ACTUV)即將下水,擔負起在沿海搜尋敵方潛艇的使命。

    2、大直徑無人潛航器LDUUV

    大直徑無人潛航器(LDUUV)能夠搭載不同感測器和任務模組,靈活配置,自動控制能力更高,能夠數月、遠距離執行任務。具有掃雷、跟蹤、情報偵察、自主工作、智慧化攻擊的能力,可搭載各種型別的導彈、炸彈甚至核彈進行自主攻擊;既可獨立使用,也可在包括巡航導彈核潛艇、弗吉尼亞級攻擊核潛艇和水面艦艇等多種平臺上部署。LDUUV是察打一體化大直徑重型無人潛航器,作為未來多項作戰概念的核心節點,計劃2016年進行巡航試驗,2017年服役,2020年具備完全作戰能力。

    2016年1月,美海軍研究局(ONR)計劃於春季開始對長航時、大排量無人潛航器LDUUV進行900~1100海里的無人自主航行測試。ONR旨在對LDUUV的耐久性進行研究,希望該系統可持續在水下執行數十年;除了進行深海航行測試,LDUUV研製的下一個里程牌是整合新型感測器和有效載荷。

    2015年8月,美海軍批准LDUUV專案的風險降低決議,即該專案達到了"里程碑A",標誌著該專案獲得了進入下一個開發階段的授權。目前,被稱為海軍創新原型樣機的該專案LDUUV-INP可續航60天以上,於2015年4月中旬在"2015海空天博覽會"首次展出,LDUUV-INP代表了無人潛航器(UUV)的研究前沿,該專案在自持力、功率和自主性等效能上都有跨越式發展,將給海軍作戰人員帶來改變遊戲規則的能力。12月,美海軍對LDUUV無人潛航器通用控制系統(CCS)軟體進行了系列測試,表明CCS軟體具備對LDUUV進行指揮控制的能力,該軟體可作為海軍無人系統的"大腦",為無人系統提供任務規劃、任務管理等能力,並可適應從無人機到無人潛航器等各類無人平臺。圖4為"創新性海軍原型樣機"LDUUV-INP,圖5為美海軍潛艇導彈發射管發射無人潛航器系統示意圖,圖6為美國測試中的潛射無人潛航器原型。

    3、無人潛航器"REMUS600"首次在潛艇上部署

    水熄(Hydroid)公司的REMUS600等行動式無人潛航器在過去10多年間已被多國海軍使用。作為低成本高效率的裝備,它們被用於淺海航道測量、水雷監視和物體搜尋等工作。

    "REMUS600"潛航器重500磅,長3.25m,採用模組化設計,見圖7,可搭載多種不同型別的感測器,配備有雙頻側掃聲吶、合成孔徑聲吶、聲學成像系統、攝像機以及GPS裝置等。

    2015年4月,美海軍在"弗吉尼亞"級攻擊型核潛艇上首次部署"REMUS600"無人潛航器,在全球戰略熱點地區進行水下任務中的應用。"REMUS600"潛航器將透過"弗吉尼亞"級潛艇上一個11m長的任務模組釋放。在2015年美海軍以沿海戰艦(LCS)搜尋沿海水域潛艇的PLUS計劃中,REMUS600潛航器採用拖曳陣無源聲吶進行廣域監視,把探測的資訊輸入水下探測器進行資料採集後,由衛星將資料傳輸至陸基站點資料處理裝置。PLUS的樣機由6艘REMUS600和5臺水下探測器構成。7月,美海軍"北達科他州"號核動力攻擊潛艇成功在水下發射並回收REMUS600無人潛航器。

    4、DARPA開展"深水導航定位系統"(POSYDON)專案的研發

    2015年4月,DARPA釋出了"深水導航定位系統"(POSYDON)計劃相關跨部門公告,向工業部門徵集發展可靠、精確、經濟可承受的水下導航系統的專案方案,旨在為潛航器提供無所不在的穩健定位、導航和授時能力(PNT)。

    POSYDON專案是在目標海底布放若干聲訊號源,潛航器透過測量待測點到這些訊號源的絕對距離,獲得持續、精確的定位。該專案的特點是潛航器無需浮上水面尋求GPS定位,也無需釋放任何射頻傳輸訊號,因此可最大限度地降低被探測的風險;同時可降低成本和動力消耗。DARPA希望該系統主要為自主無人潛航器提供導航,並可接收兼容於其他潛航器。專案時間暫定48個月,分3個階段進行。

    5、美陸軍研發GPS拒止環境下包括無人潛航器在內的無人系統感知技術

    2015年10月,美國陸軍為"自主無人系統在GPS拒止環境下的組隊與合作"(AUSTC)專案向工業界釋出資源尋求公告,尋求在GPS拒止環境下的無人系統感知能力。

    該專案開發的技術可應用到包括無人潛航器在內的部分無人系統中。該專案將在GPS拒止下的精確測繪、定位、目標探測、跟蹤和合作的能力上開闢一條獨特的途徑,該技術可用於自主無人系統的態勢感知、合作和作戰,幷包括3D及4D測繪、定位、目標瞄準、跟蹤、集合3D影響、先進實時分析、GPS拒止環境無線電通訊網路、目標打擊和合作等。

    6、DAPRA提出面向遠洋與未來的發展計劃

    美國DAPRA提出了分散式敏捷反潛(DASH)專案計劃,該計劃由水下感測器網對潛艇進行探測和定位,在遠距離探測、識別、通訊、能源管理、感測器與平臺的整合、半自主處理、感測器平臺的搭建等方面實現了突破。DASH目前已進入樣機制作階段。

    此外,作為UUV應用構想之一,美海軍研究部門還提出了跨越未來計劃(LeapAheadProject),2015年該計劃已進入廠家聽證階段。該計劃的核心是開發與LDUUV進行整合的反潛戰(ASW)任務包(ASWMP),並對自主執行任務、態勢識別、水下感測器等領域進行技術研發。

    (二)歐洲無人潛航器的最新發展現狀

    AUV62-MR(AUV:自主式水下潛航器)水雷探測系統水雷探測系統是新型自主水下航行器(AUV),具有水雷探測、反水雷、遠端作業與高階自主能力,採用模組化設計,可執行多工。載荷包括:各獨立載荷模組、合成孔徑聲納(SAS)、前向聲納、聲納陣列、影象感測器、環境感測器,發射機與應答機等。

    多功能水下潛航器SUBROV一種最新型的遠端操作UUV,可被任何潛水艇運載發射,適於21英寸標準級魚雷發射管。可執行多工,SUBROV採用模組化設計,具有偵察/干擾、掃雷、通訊/監視、自主水下潛航器的恢復等功能。其載荷包括:HD照相機、避障聲吶、分析器、無刷推進器、用於導航的USBL/MEMS/DVL/INS、AUV恢復工具(操控引導AUV進入魚雷發射管)。

    多點水雷排除系統(MuMNS)具有現場清除水雷、水雷探測和水下破壞等多功能,模組化使MuMNS具有天生的靈活性。載荷包括:導航感測器、各類照相機、聲納,水雷破壞器。

    海黃蜂(SEAWASP)是一種水下非常規爆炸處理裝置,採用模組化設計,具有優異的適航性,可執行多工,重要設計包括水下機器人(ROV)的感測器和導航元件,亦可整合成一個完整的系統。載荷包括:感測裝置(可靈活配置)、寬頻聲納、LED燈和影片攝像機、iCON智慧控制系統、多普勒測速器(DVL)、內部測量單元(IMU)等。

    (三)俄羅斯無人潛航器的最新發展現狀

    俄羅斯對無人系統研製工作可以追溯到前蘇聯時期,但解體後由於缺乏經費等原因發展降速。近年來俄軍方不斷加大對無人系統研發的投入,依仗其雄厚的工業基礎和技術實力,取得了很大的發展。

    2016年俄羅斯正在發展無人潛航器顛覆性技術。1月,俄羅斯海軍正在投資一項包括無人潛航器與無人水面艇在內的具有"變革海軍戰爭"潛力的未來技術,據防務專家稱,俄有可能同時開發上述兩種無人裝備,但開發長航時無人潛航器的可能性更大,UUV的任務將可能擴大到包括反潛和電子戰,以及情報收集。

    2015年8月,負責生產專業潛水裝置的特提斯公司計劃2016年將向俄海軍提供5艘"馬爾林-350"型遠端控制水下無人潛航器,用於替換此前從英國採購的"虎"型潛航器。目前已成功完成了國家試驗工作。該潛航器用於在水下350米搜尋目標和調查工作。

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