韓朝+山欽

【摘 要】ROV指的是無人遙控潛水器，是目前用于水下觀察、檢查和施工的水下機器人。本文對國內外ROV的研發(fā)現狀與發(fā)展趨勢進行探析，概括了目前水下機器人的基本系統(tǒng)構成以及主要特征，從一定時間內對ROV的發(fā)展概況進行探索，并分析了ROV在未來的發(fā)展趨勢。本文還對ROV通信系統(tǒng)的重要模塊——通信節(jié)點的基本概念以及運作方式和通信方式記性概述，對于后續(xù)使用及學習ROV通信系統(tǒng)方面具有較高的參考價值。

【關鍵詞】ROV；研發(fā)現狀；發(fā)展趨勢

一、當前ROV的系統(tǒng)組成與基本特點

ROV自身具有較高的經濟性，且靈活性也較強，對各類作業(yè)環(huán)境能夠有效適應，其自身具備諸多優(yōu)點使得目前國內外加強了對其的研究。目前在海洋資源開發(fā)或是水下工程調查等方面得到了廣泛應用[1]。

ROV從系統(tǒng)內部結構上可以將其分為水下潛航實體和水面控制指揮系統(tǒng)。水面控制系統(tǒng)主要是ROV作為進行各項作業(yè)活動的主要控制器，其自身具備操控系統(tǒng)、定位跟蹤系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。其中臍帶電纜是重要的系統(tǒng)裝置，能夠為水下機器人提供充足的動力和活動電源，此外還能進行信息與活動狀態(tài)的傳遞，使得信號之間能夠有效傳遞。當水下機器人活動產生問題之后，能夠將ROV迅速拉出水面。水下潛航實體主要由動力推進、實時通訊、定位導航、執(zhí)行系統(tǒng)等部分構成。ROV借助臍帶電纜能夠獲取自身各項活動所需要的電源，具備充足的動力，不受到能源的限制，使得機器人自身還能搭載更多的設備儀器。操作者在水面之上進行操控作業(yè)，保障了人員自身的安全性。通過信息交流傳輸能夠掌握大量數據，有助于提高人員的決策分析能力。此外ROV自身沒有設定的電池艙位，自身綜合技術以及實際造價成本較低，所以目前得到廣泛應用。

二、國內外ROV的研發(fā)現狀分析

ROV是現今世界上最早開發(fā)和實際應用的無人潛水器，根據相關資料記錄，最早研制ROV是在20世紀的60年代。在1960年由美國研制出世界上最早的一臺ROV。后來由于ROV自身的突出功能得到世界廣泛重視。隨著后來社會的進步以及科學技術不斷提升，ROV的實際研發(fā)進程不斷加快，開始以產業(yè)化的形式全面發(fā)展。經過一段時間的發(fā)展，ROV已經是目前世界工業(yè)體系的一個組成部分，世界有超過400家廠商進行ROV的生產研制，提供與ROV相關零部件制作等服務。目前ROV的研發(fā)技術還是以國外發(fā)達國家為首，美國研發(fā)的MAX Rover是世界全電力驅動ROV，前進速度達到3knots，橫向與垂向的推力分別為39kg和34kg，在一般水流中都能發(fā)揮出高效的性能優(yōu)勢。日本相關研究中心所研發(fā)的“海溝號”是世界上潛水深度最大的ROV，其機器人可以自身攜帶聲吶和攝像機等，能夠對各類海底圖像進行攝像，并且完成相關的取樣活動[2]。

世界上相關研究基地對ROV的研發(fā)還在發(fā)展過程中，對海洋資源以及油氣礦物資源的數據采集和研究等方面得到了全面應用，是目前采用最多也是經濟效益最佳的潛水器。我國從事ROV研發(fā)主要是從20世紀70年代開始的，與發(fā)達國家之間相比具有一定的差距，我國研發(fā)的“海人一號”能夠在不同的水下環(huán)境展開連續(xù)性作業(yè)，并且對各類生物能夠進行采集取樣，完善切割等活動。此后我國在“海人一號”的基礎之上加強研究力度，先后研制了不同類別的ROV。隨著“8A4ROV”試驗成功，使得我國在ROV研究領域又跨入了全新的發(fā)展階段。

但是ROV自身探測能力、制作工藝水平以及導航定位技術與國外發(fā)達國家之間仍舊存在著一定的差距，使得國產ROV的種類受到限制。但是我國很少引進國外的ROV，因為不僅自身造價較高，還需要相關配套服務來保障ROV的有效運行，最關鍵的是國外的ROV不能有效適應我國大范圍海區(qū)有效使用，自身抗干擾能力以及靈活機動性受到限制。

三、NODE在Schilling ROV中的應用概述

目前Perry、SMD、Schilling這三大ROV設計生產商所研發(fā)的ROV是世界上運用最多的ROV，在設計和實際使用上都各有優(yōu)勢，SMD所研發(fā)的ROV是建立在QNX操作平臺基礎之上的，通過不同的通訊模塊來對ROV進行操作控制。Perry是通過HMI電腦對ROV進行信號識別分析。在具體軟件控制過程中，使用者能夠對系統(tǒng)進行配置更好以及維護更新。SMD和Perry生產研發(fā)的ROV在硬件使用過程中在水面上通過計算機進行控制，水下通過電子艙輔助接線箱進行數據的收集和分析。Schilling ROV則是通過模塊化的有效設計，不僅對電腦系統(tǒng)進行控制，還通過通信節(jié)點展開數據的分析和收集，并進行有效的識別處理。

ROV目前在進行水下作業(yè)時，需要通過NODE通信連接，才能更好地促進各個系統(tǒng)之間的連接。ROV每個控制系統(tǒng)都只有唯一一個IP地址，能夠對通信系統(tǒng)中的身份展開有效識別。如果因為各類問題需要更改通信節(jié)點，需要借助相應的軟件來擬定全新的通信節(jié)點序位，當序位被有效確定之后便不能進行更改。NODE自身帶有監(jiān)視器和傳感器，當出現問題時便能及時進行報警，在系統(tǒng)位置上能夠進行標識。NODE上面安裝了不同的保護裝置，使得ROV水下工作能夠建立一個安全的環(huán)境。此外NODE系統(tǒng)中大多數電子元件自身性能穩(wěn)定性較強，后期維護也具有較大便利。此外系統(tǒng)自身模塊化和可視性較高，便于技術人員進行維修處理。

四、未來ROV的發(fā)展趨勢探析

ROV自身具有經濟、安全、高效等諸多特性，在世界范圍內得到廣泛應用。隨著市場需求的不斷擴大，當前加強ROV的研發(fā)力度，提供綜合性能更優(yōu)秀的ROV是市場發(fā)展必要趨勢。未來ROV的發(fā)展主要體現在以下幾個方面。隨著世界科學技術的不斷提升，加上導航定位系統(tǒng)以及通信技術的發(fā)展完善，使得未來ROV自身作業(yè)能力更強，更便于人工控制操作。經過長時間的研發(fā)設計，目前ROV技術已經趨向于成熟，未來ROV的發(fā)展主要是為了更好地提升ROV的觀察探測能力以及頂流抗干擾能力，對更多的數據進行分析處理，從而增強自身的實用性。為了使得ROV的應用范圍不斷擴大，需要向低成本以及自動化等方向發(fā)展，ROV實際體積變小，更類綜合技術有機結合，提高性能的同時降低成本。當今世界海洋資源豐富，但是大多海洋深度都在6000m以上，所以ROV研發(fā)還會朝著更大的作業(yè)深度發(fā)展。

五、結語

總而言之，隨著海洋資源被不斷開發(fā)利用以及ROV研發(fā)技術的成熟，未來ROV會在提升功能的基礎上增強實用性，提高自身適應能力的同時擴大應用范圍。隨著技術的不斷發(fā)展，ROV還將在水下建設工程、軍事國防建設等領域展示出更大的作用。

參考文獻：

[1]許競克，王佑君，侯寶科等.ROV的研發(fā)現狀及發(fā)展趨勢[J].四川兵工學報，2011.

[2]劉健奕，徐曉麗，趙俊杰等.水下作業(yè)利器 未來前景可期——ROV國內外現狀及發(fā)展趨勢研究[J].船舶物資與市場，2015.endprint