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水下无人机技术革新:水声通信让无缆成为可能

2018-3-14 15:22| 发布者: admin| 查看: 201| 评论: 0|来自: 砍柴网

摘要: 与电磁波、光通信相比,水声通信有着明显的优势,它依靠声波完成信号传输。声波属于机械波(纵波),水下传输时信号衰减小(其衰减率为电磁波的千分之一),传输距离远,适用于深水通信。 ...

  近几年,我国的海洋科技发展迅猛,以“潜龙”号系列、“蛟龙”号系列为代表的工业级深海装备,在军事、海洋石油、海下搜寻救生等领域发挥着重要作用。作为走向深海的战略装备,水下无人机及其所涉及的水下高科技领域成为全球海洋强国的角斗场。

  在消费级无人机领域,以深圳鳍源科技、天津深之蓝、北京臻迪科技等为代表的高新科技企业亦陆续推出了自己的系列产品,涵盖娱乐、家庭等众多消费场景,进一步拓展了水下无人机的应用领域。

  有业内人士指出,水下无人机行业目前势头强劲,2018年将迎来水下无人机市场的大爆发。在行业加速发展的过程中,水下科技的多个技术壁垒也亟待突破,首要的是水下无线传输技术的解决。

打破水下通信壁垒,无缆水下无人机备受期待

  陆地通信已司空见惯,海洋中的通信场景则较为陌生。消费级水下无人机作为一款高科技产品,可以帮助消费者实现岸上操作即可探索百米海洋的梦想,其中涉及了到水下实时传输的功能。

  水下信息传输和陆地大有不同,陆地通信依赖的电磁波在海水折射之后,传输耗损严重,无法满足远距离水下组网的要求。目前,市面上可见的百米探索水下无人机还处于有线传输阶段,也就是在机身上加一根缆线。但水下环境复杂,有缆水下无人机无法做到像“空中”无人机一样自由翱翔。因此,研发无线款水下无人机便成为各商家们的着重发力点,水下无线通信技术是整个研发环节的关键。

  吉林大学国家千人计划特聘教授崔红军介绍:“目前,水下无线通信主要可以分成三大类:水下电磁波通信、水下量子通信和水声通信。”

  与电磁波、光通信相比,水声通信有着明显的优势,它依靠声波完成信号传输。声波属于机械波(纵波),水下传输时信号衰减小(其衰减率为电磁波的千分之一),传输距离远,适用于深水通信。加上水声通信成本低、灵活性高、传输较稳定,已广泛应用在海洋工程、资源勘探、环境监测、国防安全等多个海洋重要领域。

  “水声通信已在水下通信、传感、探测、导航、定位等方面展示出特有的优势,它是目前水下远程无线信息传输的唯一有效和成熟的手段,其网络系统可灵活处于不同的速率载荷、覆盖距离、水体深度、网络结构等情景,解决了水下无线通信和组网的世界性难题。”崔军红说道。

水声通讯助力水下无人机实现无缆操作

  消费级水下无人机是跨领域、跨学科的技术创新产物,主要由控制系统、通信系统、电力系统、动力系统、摄像系统和感知系统等六大部分组成,水下通讯技术主要体现在通信系统和感知系统上的更新和迭代。

  记者了解到,水声通讯领域的领军企业深圳智慧海洋科技联合鳍源科技积极推进无线款水下无人机的研发,并计划推出FIFISH无线系列。

  “我们正在与水声通信技术专家合作沟通中,突破水下通信技术,探讨将其民用化与消费级化的解决方案,目前已取得了阶段性的成绩。希望通过水声通信技术使FIFISH(飞行鱼)摆脱缆线,真正在海洋中飞起来。”鳍源科技创始人张翀说道。

  作为当今最为复杂的通信技术之一,无缆水下通讯技术将会在很长时间内是海洋领域的研究热点。值得关注的是,消费级水下无人机企业纷纷布局无缆水下技术。也许不远的将来,人们会拥有属于自己的水下通讯网络,可以自由地在水下拍照、上传视频,让深不可测的海洋变得“透明”起来,海洋的大数据得以收集,人们可以更便捷地认识和研究海洋。

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