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##无人艇关键技术的现状与发展趋势

##无人艇关键技术的现状与发展趋势
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摘要：
无人船艇系统 ， 对外与岸基主控系统、领域基础设施进行信息交互 ， 对内实施对艇体平台、任务载荷的控制 。无人船艇系统包括各类传感器、通信、航行控制、岸基控制分系统 。
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无人艇行驶环境的特征：
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无人艇的行驶异常
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无人艇系统的目标：
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无人船艇自主化的能力要求
多重感知 ， 智能分析 ， 动态规划决策 ， 精准控制
无人船艇实现自主感知、自主航行 ， 首先要适应海洋环境特点 ， 遵循相关海事规则 。此外 ， 无人装备能够长期在海上执行任务 ， 主动力等船载设备要有比较高的可靠性 ， 以及一定的健康诊断、故障自主处理能力；持续畅通的通信也是无人艇完成任务的基本保障 ， 特别是在远离岸基的大洋深处 ， 卫星通信是必备手段 。
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这些能力的形成 ， 需要依托传统的船舶导航、通信、动力、作战系统 ， 加上智能感知、规划决策、自动控制等方面的最新成果 ， 构成一个完整的从观察到思考 ， 再到执行和反馈的完整链路 。
无人船艇的系统架构
三大系统 ， 即船体平台、无人系统、任务载荷 。
无人系统 ， 对外与有人系统、周边环境进行信息交互 ， 对内实施对艇体平台、任务载荷的控制 。无人系统包括各类传感器、通信、航行控制、岸基控制分系统 。
【##无人艇关键技术的现状与发展趋势】USV Architecture-船艇平台、导航系统、任务管理平台
与自主航行直接相关的航行控制分系统又是无人系统的核心 ， 它分为三个部分：
制导系统（Guidance system） 。这个词借用导弹技术 ， 主要是根据分配的任务、环境条件 ， 以及导航信息 ， 为船舶提供稳定、连续、优化的航行轨迹 。
导航系统（Navigation system） 。提供船舶的位置、航向、航速、加速度等实时的信息 ， 感知周边态势 。信息源来自艇上的各类传感器 ， 如导航雷达、陀螺、卫星定位系统、光学系统、声呐、海流风流测量等等 。
控制系统（Control System） 。根据制导系统、导航系统提供的指令信息 ， 对船舶航行实施自动控制 ， 主要通过对主机、舵的控制 。如果需要完成相关作战任务 ， 需要具备对相关任务平台的远程控制能力 。比如 ， 水声通讯、水下搜索 ， 水上水下目标打击等 。
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关键技术·制导系统
全局路径规划：受生物学启发产生的进化算法（Evolutionary algorithm） ， 代表着人工智能技术在路径规划中的应用 。遗传算法是迄今使用最为广泛的路径搜索方法 。由于对计算资源消耗大 ， 当遇到障碍物或者其他变化条件的时候 ， 对应用的实时性有一定影响 。启发式搜索算法（Heuristic search algorithms）也在不断演化 ， 改进的A?算法2012年之后应用在电子海图中搜索最优路径上 。现有的全局路径算法都比较耗时 ， 通常不太适合实时性较强、环境动态变化较大的应用场景 。


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