大洋40航次上徐春暉在專注工作(攝影 舒珺)
避碰控制系統(tǒng)大膽創(chuàng)新
為應(yīng)對水下復(fù)雜的地形地貌,“潛龍二號”大膽創(chuàng)新,在國內(nèi)首次采用前視聲吶作為避碰控制設(shè)備,這是一種成像聲吶,即把數(shù)據(jù)采集進(jìn)來后,通過圖像處理方式來識別障礙和周圍環(huán)境,結(jié)合避碰策略,下達(dá)緊急轉(zhuǎn)向、緊急變深或變高以及跟蹤策略,在解除危機(jī)后,會通過在線路徑規(guī)劃引導(dǎo)潛器回到正確的軌跡上,使其繼續(xù)正常的執(zhí)行任務(wù)。
據(jù)徐春暉介紹,之前在湖試的時候?qū)撈鞯谋芘鏊惴ㄟM(jìn)行過考核,在復(fù)雜地形上航行時能夠保證自身安全的情況下,達(dá)到拍攝水下圖像的目的。
隨著跟海洋科學(xué)家們的溝通,徐春暉和他的同事對避碰系統(tǒng)也有了更為深入的認(rèn)識。以前做避碰時,一旦遇到障礙會讓潛器在水平方向上繞行,但是針對這臺“潛龍二號”AUV,因?yàn)樗钥辈闉槟康?,所以會在垂直方向上爭取先能達(dá)到繞開障礙的目的,從這一點(diǎn)上能夠感受到徐春暉認(rèn)識的創(chuàng)新和轉(zhuǎn)變。
對于即將奔赴的西南印度洋熱液硫化物區(qū),也將要對潛器的這個功能進(jìn)行測試、考核,因?yàn)闈撈魇状芜M(jìn)入該區(qū)域,面對復(fù)雜的地形,系統(tǒng)功能的發(fā)揮會面臨很大挑戰(zhàn),徐春暉告訴記者:“最大的困難是避碰,我們的潛器是近底航行,相當(dāng)于飛機(jī)的超低空飛行,避碰的目的就是確保潛器的安全,對潛器的避碰決策、航行機(jī)動性以及故障檢測與處理都有很大考驗(yàn),希望這次出海潛器在安全的前提下把任務(wù)完成好?!?/p>
故障檢測劃分優(yōu)先級 潛龍二號“突發(fā)生病”仍能堅(jiān)持完成任務(wù)
AUV集成了大量的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),每個設(shè)備都有自己的數(shù)據(jù)狀態(tài)和通訊系統(tǒng),潛器會對它們進(jìn)行周期性巡檢,按照問題的緊急程度劃分優(yōu)先級。“還是以去超市為例,在去超市的過程中,不小心把腳崴了,如果不是很嚴(yán)重,并且要買的東西對我還很重要,那就可能繼續(xù)把購物完成。針對潛器來說,如果某些設(shè)備發(fā)生了故障,但不影響計(jì)劃,而且還能繼續(xù)執(zhí)行任務(wù),就會繼續(xù)完成它的工作。但如果一些故障比較嚴(yán)重,比如去超市的途中發(fā)現(xiàn)錢包忘帶了,直接導(dǎo)致采購計(jì)劃泡湯,那就沒法繼續(xù)進(jìn)行,換言之,潛器在做近底微地貌探測時,假如聲學(xué)微地貌傳感器壞了,那這個任務(wù)可能沒法進(jìn)行,就只能把潛器回收回來”徐春暉以超市為例形象的給記者描述了故障檢測系統(tǒng)的工作狀況。
在早期實(shí)驗(yàn)的時候,一般來說只要出現(xiàn)故障的話,為了保險(xiǎn)就讓潛器停止水下工作,先把故障解決掉,但如果要是在實(shí)際探測任務(wù)中出現(xiàn)一點(diǎn)無關(guān)緊要的故障,則能讓它帶病工作,就盡量先把勘查工作任務(wù)完成,回來后再解決問題。
在控制軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)中離不開一個“秘密武器”——半物理仿真平臺,他相當(dāng)于一個模擬器,改正的功能會在模擬器上進(jìn)行驗(yàn)證,如果功能完全正確才會在實(shí)航中把它下載到潛器上,讓它執(zhí)行任務(wù)。徐春暉通過手勢給記者形容道:“這模擬器像飛行員使用飛行模擬器一樣,是自動駕駛平臺,我們給它提供了虛擬的海洋環(huán)境和虛擬的傳感器,然后用一臺與潛器上完全一樣的自動駕駛單元,讓程序在這上面運(yùn)行?!?/p>
此外,“潛龍二號”的四個舵板和推進(jìn)器是可以回轉(zhuǎn)的,這樣潛器操控起來余度非常大,因此徐春暉告訴記者,在執(zhí)行不同任務(wù)時,會用不同推力分配的原則,這樣即便某些推進(jìn)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障,算法也會根據(jù)這種冗余設(shè)計(jì)自動適應(yīng),可以很好的完成任務(wù)。
“希望潛器能安全可靠,在平安的基礎(chǔ)上把調(diào)查任務(wù)完成的越多越好!”徐春暉笑著向記者坦露內(nèi)心對“潛龍二號”的期盼和希望。
“潛器的工作狀態(tài)決定我們的工作、生活和時間?!弊鳛橄群髤⒓游宕魏T嚨摹坝矟h”徐春暉坦言,在海上的時間很長,曾全程參與了6000米級AUV“潛龍一號”的所有試驗(yàn),包括大洋29航次、大洋32航次的科考,也參加了去年“潛龍二號”的南海海試。在分享以往難忘的經(jīng)歷時,他告訴記者:“當(dāng)初做潛龍一號時遇到過不少困難,經(jīng)常是把潛器準(zhǔn)備好了投放水里,沒過半小時就因?yàn)楣收仙蟻砹恕N覀冊诤I隙际歉邼窀邿岬臍夂?,有時剛想沖個澡,潛器就上來需要馬上排查故障,這時候,潛器的工作狀態(tài)決定了我們的工作、生活和時間?!?/p>
工作之余徐春暉與同事會一起放松一下,但是實(shí)施海上作業(yè)時就會非常忙,常常24小時連軸轉(zhuǎn),如果不是下水作業(yè)也都是在做技術(shù)準(zhǔn)備,包括潛器的故障排查,海上的工作效率要求高,時間也非常寶貴,“我們一起去做試驗(yàn)的同事都是同吃同住,有時候大家在一起的時間比跟家人相處的時間都長,常年漂泊在外。跟潛龍二號的副總設(shè)計(jì)師趙宏宇一起做試驗(yàn)時,他的小孩非常小,家人問小孩他的爸爸呢,小孩就指著墻上的婚紗照,說那是爸爸,其實(shí)想想都挺不容易的”徐春暉跟記者分享說,在海上做試驗(yàn)還經(jīng)歷過一次中秋節(jié),船上組織文藝活動,豐富了大家的海上生活,當(dāng)時雖然很想家,但是跟同事一起過節(jié),像一家人一樣非常難忘。
在采訪接近尾聲時,徐春暉告訴記者,這次奔赴西南印度洋遇到惡劣海況,對自身身心和潛器都是一種考驗(yàn),希望潛器能表現(xiàn)出色,圓滿完成任務(wù)。
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