水域之眼——立体化协同机动的全水域环境检测系统

水域内水体质量的优劣一直是关系国计民生的大事，随着国家水环境保护和治理的步伐逐渐加快，对水质检测方法和水体取样范围的科学性和精准性需求越来越高。目前我国常用水质检测方式存在自动化程度低、取样方式老旧、样本代表性差等问题。项目团队研发了立体化协同机动的全水域环境检测系统可用于大面积水域、海洋牧场、不规则水域等立体化水体检测，可分层取样和水下观测，同时系统可携带多种传感器进行现场测试。 项目针对当前水质取样自动化程度低、协同能力弱的问题，自主集成开发了空中水面水下三位一体联合通信系统，整个系统之间可进行有效的远距离信息传输和协同配合；针对水体取样片面的问题，研发了“五闭一开”水体自动取样装置可进行多维取样，使得取样层次范围更广效率更高；针对无人船在陌生水域路径引导缺失的问题，设计了由无人机进行空中位置引导和航路规划的方法。为确保通信质量及水下机器人操控安全性，项目无人船和水下机器人之间采用多芯浮力电缆有线方式进行通信。项目围绕核心技术和创新点已申请发明专利9项，实用新型专利5项，软著4项。 项目已在中试基地水槽、淡水湖泊、海洋牧场等多个水域环境进行了实地测试并在多个应用场景进行了试用，第三方出具了用户使用证明、检测报告、校准证书、查新报告等。项目得到了中国工程院丁德文院士的高度认可和肯定，并为团队发展提出建议并提供了测试环境。 本项目所设计的系统可选择搭载水下摄像机、传感器、机械臂等不同的模块设备，实现定制化功能，除水质检测应用外，系统还可用于水上救援、水下地形勘探、水下考古、大坝探伤、反蛙人和水域安全保障等。