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一种能够实时通信的水陆两栖无人巡逻车

2022-08-18 10:03:20
云上高博会 https://heec.cahe.edu.cn
所属领域:
其它领域
项目成果/简介:

为克服传统的两栖车在水下无法与基站及时通讯的弊端,本发明公开的一种能够实时通信的水陆两栖无人巡逻车,采用配有通信模块和导航定位模块的浮标,通过防水电缆连接水陆两栖无人巡逻车,使浮标—两栖车系统与基站之间实现实时通讯,便于根据工作环境灵活下达指令,对无人两栖巡逻车进行实时控制。

一、项目分类

关键核心技术突破

二、技术分析

浙江大学聚焦超洁净流控系统基础研究、技术攻关和产品研发,攻克了影响光刻分辨率、良品率与产率的1mk级温度测控、5ppt级金属离子测控、20μm级气泡测控、50nm级残留液膜测控等关键核心技术

一、项目分类

关键核心技术突破

二、技术分析

为克服传统的两栖车在水下无法与基站及时通讯的弊端,本发明公开的一种能够实时通信的水陆两栖无人巡逻车,采用配有通信模块和导航定位模块的浮标,通过防水电缆连接水陆两栖无人巡逻车,使浮标—两栖车系统与基站之间实现实时通讯,便于根据工作环境灵活下达指令,对无人两栖巡逻车进行实时控制。本发明公开的一种能够实时通信的水陆两栖无人巡逻车,采用防水电缆,通过自动收放线装置使其始终处于张紧状态,保证两栖车与浮标的同步运动,便于实时定位两栖车位置,并能够避免因缆线松垮而与障碍物缠绕打结导致影响两栖车工作。本发明公开的一种能够实时通信的水陆两栖无人巡逻车,浮标内部空间根据相关零部件功能、体积大小及相互之间的工作关系分层布设,能够在保证工作可靠性的基础上进一步实现紧凑布局。本发明能够应用于水陆两栖车辆技术领域,拓宽水陆两栖无人巡逻车的应用场景。

应用范围:

能够实时通信的水陆两栖无人巡逻车由于其高机动、适用性好的特点,应用领域也在持续增加。目前,能够实时通信的水陆两栖无人巡逻车主要应用于军事领域和民用领域两个方面。

在军事领域中,可用于侦察打击一体、近海水下反潜、近海排水雷地雷、弹药医疗补给、水下目标跟踪等方面。有关科研机构已注意到军事领域对于水陆无人两栖日益增长的需求,开始注重军事领域型号的产品开发,配备不同的部件来完成相应的功能。

在民用领域中,可用于近海风电维修、野外影视拍摄、复杂地形勘探、新型两栖玩具、水下测绘等方面。珠海云洲智能科技股份有限公司,是中国第一家专注于无人船艇研发、生产、销售与提供行业解决方案为一体的高科技企业,历经11年创新发展,业务涉及智慧城市、海洋工程、科技文旅与智能航运等多个领域。他们主要应用于海洋调查、安放救援、环境保护方向。

效益分析:

(1)整体规模不断扩大

随着以“人工智能”、“5G”、“量子通信”、“物联网”等为典型代表的第四次工业革命的到来,世界各军事科技强国势必加快创新步伐,未来两栖作战的形式也将发生巨大而深刻的变革。未来两栖作战功用将由“大规模登陆”向“小规模特战”转变;作战要求由“抢滩建场”向“打点控场”转变;作战空间由“陆海空”三维向“陆海空天电心网”全维转变;作战重心由“陆上作战”向“海空优势”转变;作战指挥由“计划概略指挥”向“动态精准指挥”转变;作战编组由“数量规模型”向“精干多能型”转变;作战行动由“点线面”线式推进向全纵深“遍地开花”转变;作战方式由“有人化、信息化”向“无人化、智能化”转变;装备体系由“突破岸滩防御”到“保障舰到目标机动”转变;部署模式由“临时应急部署”到“前沿常态部署”转变;作战支援保障由建立陆上“滩头堡”向建立海上“浮动基地”转变。在军用市场上,无人两栖平台可以完成查打一体,水下反潜、近海排雷和目标跟踪等任务;在民用市场上,无人两栖平台可以协助完成近海风电的装机与维修;野外复杂地形勘探与无人摄影;也可入驻玩具市场,开发新型高科技玩具。市场规模正在不断扩大。

根据国内商业机构调研结果可以看出,市场对水下机器人的规模在不断增加,总体规模持续扩大。根据2017-2019年中国水下机器人进口量显示,我国对于水下机器人的需求在不断增加。我国今年不断增加水下机器人的研发投入,尤其是对水陆两栖机器人的投入。

图14-1 2017-2021年中国水下机器人进口量

在发展智慧海洋的战略助推下,我国水下机器人的需求仍将扩大,预计至2025年还有2-3倍的增长空间,若拓展水陆两栖无人平台市场,需求量还会更多!

图14-2 2022-2025年中国水下机器人进出口预测

 (2)国内外产业发展概况

国外比国内充分认识两栖车辆的地位和作用更早,国外在二战期间就开始发展两栖车辆,在解决两栖车水上机动能力较低的弱点后,国外两栖轮式车辆军事应用上大幅增加,为无人两栖车辆的发展积累了丰富的经验;其次,收放车轮、喷水推进、流线型地盘等关键技术制约着无人两栖车的发展和应用,而目前我国尚未完全掌握这些关键技术;无人两栖车对材料和动力上也有着极高的要求,我国在这方面虽然发展很快,但相对国外还有一些差距;在无人控制方面我国也与国外存在差距,国外发达国家基于其政策推动具有很深的技术积淀,但中国借助科技兴国等政策,仍有追赶机会。

目前,我国已有的部分技术已具备了先进水平,其中动力弱、控制难、适用差的问题有了相应的解决。多家公司已经实现了一定程度的产业化,部分公司已经历经多年创新发展,业务涉及智慧城市、海洋工程、科技文旅与智能航运等多个领域,产品已远销全球40多个国家和地区。在2010年后,该行业开始进入发展期,并且行业TOP10大都位于沿海城市。水陆两栖无人平台具有很广的发展前景,但目前还处于研发阶段,需要资金支持。我国近年不断加大水下机器人研发投入,已成为全球水下机器人产量最多的国家;销量也位列前茅,占据全球25%以上市场份额。下图为2020年中国水下机器人细分市场,可以看出,未来应用前景广阔,水陆两栖无人市场的需求量将进一步增加。

图14-3 2021年中国水下机器人细分市场

(3)长期市场前景展望

水陆无人两栖技术目前还在研发阶段,技术壁垒尚未完全形成,技术扩展还有很大空间,主流产品主要应用于民事领域,且尚未形成绝对品牌效应。在发展智慧海洋的战略助推下,我国对水下机器人的需求仍不断扩大,预计到2025年还有2-3倍的增长空间。国内几家代表性公司也陆续完成多轮融资,发展势头十分迅猛。根据市场调研数据来看,水下机器人或水陆两栖无人平台的需求量在逐年上升,军用市场的需求十分迫切。根据我国国防装备的发展需求,2030年前,相关军用市场可达百亿级。同时,市场还未形成产业化的竞争对手,发展前景十分广阔。

从中长期看来水陆两栖无人平台产业具有非常广阔的发展前景,远景预测更为理想。在目前中短期的发展阶段,团队将加大技术的创新研发,重视自主知识产权的建设和维护,争取在未来市场占据“独角兽”的地位。利用多种营销手段扩大影响力,积累潜在的客户群体。

(4)水陆两栖无人技术未来发展的主要趋势

目前水陆两栖无人技术之所以还尚未成熟,正是因为水陆交界处的作业环境十分复杂。这里礁石密布、海浪翻涌、暗藏地雷。无人平台面临着动力弱、控制难和适用差这三大难题。因为“高适应、高机动、高效率”性能,将在未来全天候、全地域的军事使命任务中发挥重要作用。为了适应新时期的军事发展需要,紧密围绕高速两栖无人平台,应着力解决无人平台的模块化设计、平台水动力机理研究、平台先进控制策略研究、平台试验研究、平台增速减阻优化设计、匹配高功率推进装置设计等主要问题,最终实现高速两栖无人平台在高航速、大作战半径和隐蔽性等方面的性能显著提升。

解决水陆两栖平台动力弱的问题,提高矢量喷水推进器性能,发展高功率密度喷水推进理论与高校矢量控制技术;

解决水陆两栖平台控制难的问题,实现多源目标探测、识别与跟踪,多传感器感知、融合与自主决策,突破适用水陆环境的特种作业控制技术;

解决水陆两栖平台实用性差的问题,形成通用化设计与集成基础,通用的算法、地盘、推进器可拓展多型两栖平台。

团队将立足自身知识产权核心,借助用户的深度交互和沟通,提高产品精度、降低产品成本,实现自身产品不断的更新迭代。

技术成熟度:
通过小试
技术先进程度:
达到国际先进水平
成果获得方式:
独立研究
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