自主式水下滑翔机关键技术专利扩展分析

为解决目前自主式水下滑翔机的导航技术、水声通信以及组网技术3个分支专利数量较少,存在一定的技术瓶颈和技术壁垒的问题,本文基于自主式水下滑翔机的功能、效果、适用等技术需求,将其研究范围扩展至水下航行器领域,通过对扩展领域中导航技术、水声通信技术以及组网技术的专利申请进行多角度分析,得到了3个分支在扩展领域的专利申请趋势、主要技术来源地、活跃度以及国内主要申请人等结论,以对自主式水下滑翔机的研究进行技术支撑。     

自主式水下滑翔机关键技术专利扩展分析

为解决目前自主式水下滑翔机的导航技术、水声通信以及组网技术3个分支专利数量较少,存在一定的技术瓶颈和技术壁垒的问题,本文基于自主式水下滑翔机的功能、效果、适用等技术需求,将其研究范围扩展至水下航行器领域,通过对扩展领域中导航技术、水声通信技术以及组网技术的专利申请进行多角度分析,得到了3个分支在扩展领域的专利申请趋势、主要技术来源地、活跃度以及国内主要申请人等结论,以对自主式水下滑翔机的研究进行技术支撑。     

我国内河航运安全技术专利现状及发展建议

为加强内河航运安全技术专利保护和利用,从专利申请情况、专利法律状态、专利运营情况、专利技术构成、专利申请人情况、地域分布等方面分析内河航运安全技术发展状况,并结合定性与定量分析,阐明国内内河航运安全技术的研究进展。针对存在的问题提出建议:科研单位或企业在提高创新能力的同时应注意自身知识产权的保护,政府及相关部门应加大专利申请和保护宣传及创新奖励;科研单位或企业应做好专利策略和布局规划;政府及相关部门应淡化专利数量指标考核,产业界与学界应深入交流和合作研发;政府及相关部门应鼓励各地基于地区优势有针对性地进行技术创新和专利布局。     

"海马"号无人遥控潜水器

本文介绍了自主研发、国产化率90%、工作深度达4500 m的"海马"号无人遥控潜水器.首先介绍ROV作业系统构成,描述ROV总体设计,提出核心框架的设计理念,对ROV的电子控制系统进行说明和分析.最后,重点介绍自主研发的ROV控制系统软件,并对该软件的特点进行阐述.自主研发的深海作业型ROV"海马"号,实现关键技术国产化,在海洋科学研究、海底资源调查、水下油气工程、深海救助打捞以及水下军事领域等方面具有重要的价值和战略意义.     

基于专利分析的艉滑道式小艇收放技术发展态势

基于艉滑道式小艇收放技术的全球专利,运用检索、标引、统计和对比等分析方法,从专利申请趋势、专利布局区域、主要申请人和专利技术分布等方面分析全球艉滑道式小艇收放技术的发展态势.通过专利申请趋势和布局区域分析,总结国内外艉滑道式小艇收放技术发展现状;通过主要申请人的分析,识别出艉滑道式小艇收放领域的技术竞争对手及优势方向;通过专利的技术分布及法律状态分析,研究艉滑道式小艇收放领域技术的分布现状,识别出该领域核心技术,从而为中国艉滑道式小艇收放技术前瞻性布局与创新引导政策制定提供有益参考.     

基于多传感器采集信息的水下机器人导航系统

设计基于多传感器采集信息的水下机器人导航系统,确保水下机器人能够高效完成水下任务,并改善其导航效果。构建水下机器人导航系统结构,传感器采集模块通过安装于水下机器人上的惯性测量单元、水温水压传感器、GPS传感器、视觉传感器获取其姿态、深度、位置、运动环境信息,数据处理模块调用联合卡尔曼滤波算法实现各种信息的融合后,经通信串口传输至运动控制模块,由主控制器实现水下机器人的运动控制。经以太网通信模块将融合后的数据传输到上位机中,导航模块通过避障算法和路径规划算法实现水下机器人的导航,并呈现导航结果。实验结果表明：该系统可实现多传感器采集信息的融合,融合后速度、位置误差获得有效降低;导航轨迹曲线与实际轨迹基本一致;可实现障碍物避障,并规划出运动轨迹。     

“海马”号无人遥控潜水器

本文介绍了自主研发、国产化率90%、工作深度达4 500 m的"海马"号无人遥控潜水器。首先介绍ROV作业系统构成,描述ROV总体设计,提出核心框架的设计理念,对ROV的电子控制系统进行说明和分析。最后,重点介绍自主研发的ROV控制系统软件,并对该软件的特点进行阐述。自主研发的深海作业型ROV"海马"号,实现关键技术国产化,在海洋科学研究、海底资源调查、水下油气工程、深海救助打捞以及水下军事领域等方面具有重要的价值和战略意义。     

LNG运输船BOG处理技术发展与演化路径研究

LNG运输船具有良好的发展前景，BOG的妥善处理是LNG燃料运输船安全航行的重要环节。通过专利数据挖掘与数据分析技术，归纳全球LNG运输船BOG处理领域的焦点技术和前沿技术，并且结合专利文本信息梳理出BOG处理技术的演化路径。研究结果发现，BOG处理领域内专利申请集中在回收利用方式、再液化装置及再液化处理方式三个方面。企业在今后发展中应针对涡轮布雷顿制冷技术进行重点研发和专利布局。     

一种百平方千米级水下通信定位导航系统

在水声通信及水下定位技术基础上,提出一种支持水下通信、定位与导航的一体化组网系统。系统基于水声换能器通导一体化及主/被动水下兼容定位等水下通信导航关键技术,可面向深海百平方千米级海域,可为从事深远海探测开发活动的水下多平台提供安全、高效的全天候全水域高精度定位与导航信息,为水下探测、水下平台布放回收以及精确对接引导等提供服务,满足信息的远程共享、指令的实时传输以及协同作业的组网通信。     

LNG运输船BOG处理技术的发展态势

为妥善处理液化天然气(LNG)运输船上装载液态天然气的储罐产生的大量蒸发气体(BOG),保证船舶安全航行,通过专利挖掘与数据分析技术,梳理和归纳全球LNG运输船BOG处理领域的焦点技术和前沿技术,并结合专利文本信息,总结出BOG处理技术的演化路径。研究发现,BOG处理领域内的专利申请集中在回收利用方式、再液化装置和再液化处理方式3个方面。企业在今后的发展中应针对涡轮布雷顿制冷技术进行重点研发和专利布局。     

水面自主船舶技术发展路径

工业4.0背景下,船舶自主化航行是水路运输工具变革的重要趋势。本文首先详细介绍了世界范围内水面自主船舶(MASS)的主要研究项目发展路径及当前的研究现状。然后分析了MASS研发的关键技术,如通讯、航路设计及优化、智能避障等。针对MASS的快速发展,指出了当前面临的困难与挑战。最后针对法律及法规等配套体系的完善提出展望。     

深海空间站导航技术初探

船舶科技发展＂十一五＂规划纲要中,超前布置了包括深海空间站等10项代表船舶科技发展方向的重大关键技术。而导航技术的研究是深海空间站保障系统中一个主要内容,基于光纤陀螺（FOG）的惯导技术（INS）的开发和利用具有十分重要的现实意义。     

Application of A* algorithm for real-time path re-planning of an unmanned surface vehicle avoiding underwater obstacles

This paper describes path re-planning techniques andunderwater obstacle avoidance for unmanned surface vehicle （USV）based on multi-beam forward looking sonar （FLS）. Near-optimalpaths in static and dynamic environments with underwaterobstacles are computed using a numerical solution procedure basedon an A algorithm. The USV is modeled with a circular shape in 2degrees of freedom （surge and yaw）. In this paper, two-dimensional（2-D） underwater obstacle avoidance and the robust real-time pathre-planning technique for actual USV using multi-beam FLS aredeveloped. Our real-time path re-planning algorithm has beentested to regenerate the optimal path for several updated frames inthe field of view of the sonar with a proper update frequency of theFLS. The performance of the proposed method was verifiedthrough simulations, and sea experiments. For simulations, theUSV model can avoid both a single stationary obstacle, multiplestationary obstacles and moving obstacles with the near-optimaltrajectory that are performed both in the vehicle and the worldreference frame. For sea experiments, the proposed method for anunderwater obstacle avoidance system is implemented with a USVtest platform. The actual USV is automatically controlled andsucceeded in its real-time avoidance against the stationary underseaobstacle in the field of view of the FLS together with the GlobalPositioning System （GPS） of the USV.     

多约束条件下无人艇和无人机集群协同航迹规划

[目的]为实现海上无人集群在执行任务过程中的安全航行和通信保持,开展无人艇(USV)和无人机(UAV)集群协同航迹规划问题的研究。[方法]采用禁入和禁出地理围栏进行场景建模,将规避威胁和障碍问题转化为地理围栏约束。针对平台之间的碰撞冲突和通信连接问题,提出基于时序检测的碰撞冲突和通信保持约束判断准则。以集群平均航行时间为航迹优化函数,将多约束条件转化为惩罚函数,采用自适应差分进化算法进行优化求解。[结果]仿真结果表明,所提方法能够在威胁和障碍环境中保持无人艇和无人机集群的安全航行和通信连接,并在满足多约束的条件下实现集群平均航行时间最短。[结论]该方法可用于海上无人集群面对威胁和障碍环境时的离线航迹规划,具有一定的应用价值。     

水下通信定位导航技术分析及一体化展望

水下通信定位导航技术在海洋勘测、资源开发、海洋环境保护以及海洋军事行动等各种作业任务中都发挥着重要作用。本文通过对近年来水下通信技术和水下定位导航技术的文献进行收集整理,从而对以上技术进行分析,并且着重分析水下定位导航技术中的几种不同的方向。最后对水下通信定位导航一体化设计中所需要解决的关键技术进行分析及展望,对形成水下通信定位导航一体化组网、进一步提高水下通信的距离与可靠性以及提升定位导航的精确度提供研究基础。     

深潜器耐压结构研究现状及发展趋势

本文介绍了深海潜水器技术强国在该领域的发展现状及发展趋势.在此基础上,针对深海潜水器耐压结构,分析了选用不同材料耐压结构的优缺点,并重点对复合材料耐压结构的研究现状进行综述.结合第三代深潜器对水动力特性的要求,总结了耐压结构构型的研究现状,提出椭球形的构型设想.最后讨论了深海潜水器耐压结构的发展趋势.     

微细光缆的水下应用研究综述

微细光缆是一种国际上最新研制出的直径在1mm左右的光纤缆,它与传统的光纤缆相比具有重量轻、成本低等特点,现在已越来越多地在水下工程中得到应用.文章较为详细地介绍了微细光缆在水下工程领域的应用情况,其中包括在重型鱼雷、大潜深潜水器、海底监测网络建设等方面的应用.文中分析了微细光缆应用于水下工程领域所需要解决的一些主要关键技术,并对其作了初步探讨.文章最后也给出了作者的一些初步结论和看法.     

基于驾驶实践的无人船智能避碰决策方法

[目的]为实现沿海无人驾驶船舶自主航行,充分考虑无人驾驶船舶智能避碰决策的合理性和实时性后,提出并建立一种基于驾驶实践的无人船智能避碰决策方法。[方法]首先,以本体论为基础,设计无人驾驶船舶航行态势本体概念模型,并结合《国际海上避碰规则》及良好的船艺将船舶航行态势量化划分为12种会遇场景;然后,从驾驶实践的角度改进影响碰撞危险度因子的模糊隶属度函数,提出一种多元碰撞危险度评估模型,实现船舶碰撞危险度的精确计算;最后,以船舶避碰总路径最短为目标函数,提出一种基于驾驶员视角(BOP)的智能避碰决策模型,在船舶操纵性、舵角限幅等约束下求解最优避碰策略,并在典型的会遇场景下进行仿真实验。[结果]结果表明,该方法可以准确判断驾驶航行态势,给出合理的转向策略,实现典型会遇场景下的有效避碰。[结论]所做研究可为实现船舶自主航行提供理论基础和方法参考。