自主水下航行器发展与现状

近年来，深海调查对于研究全球变暖、研究海洋地震、寻找海洋资源等具有重要意义。许多水下航行器已经开始用于科学和探索应用，这些应用需要稳定的姿态且机动精确的航行器进行详细调查，AUV被认为是最适合实现这些需求的调查工具。许多AUV如URASHIMA、Autosub、Thesus、REMUS、Hugin等，在欧洲和美洲的一些国家都已经得到深入开展开发和应用。AUV可以进行全面的调查，因为它不必通过系绳电缆连接到支撑体，可以自由移动，不需要电缆供电和通信。本书对主要的AUV产品进行介绍，以说明这个领域研究的历史和现状。

AUV的开发和使用可以追溯到20世纪90年代，当时大多数AUV是没有机械手的调查研究航行器。它们中只有少数在深水和冰下进行过试验，因此性能还处于萌芽状态。表4-1列出了当时年代发展起来的水下机器人及其最大水深和开发团队。

从表4-1可以看出，水下机器人最早在日本发展，日本的机器人技术本来就很成熟，又是一个岛国，所以对于水下机器人有足够的重视程度。进入21世纪，AUV技术被应用于许多商业任务中，使用AUV建造、运营和盈利的项目很多，这是AUV技术从学术和研究环境走向海洋工业商业主流的过程。当然，现如今仍然还有一些技术问题有待解决，AUV技术的经济可行性仍有待证实。AUV必须在一个运行机制中得到证明，以便该技术能够继续发展，并使工业能够发挥其潜力。

表4-1　20世纪90年代AUV介绍

随着新的想法浮出水面，技术发展的焦点发生了变化。有些技术问题已经解决，有些以前未被认识到的问题随着不同种类的AUV的出现也已经浮出水面。很难完整列出AUV系统所需要的全部技术，但是现阶段在以下一些方面仍然需要有突破性的进展才能促使AUV的发展进入一个新的阶段：智能化问题、能源问题、导航问题、传感器、水下通信。虽然这些方面已经取得了很大进展，但是仍然是未来AUV发展的技术瓶颈，未来AUV的研究将主要围绕以下几个方面展开：

①自主、合作、智能系统和技术；

②能源系统、能源管理；(www.xing528.com)

③导航；

④传感器系统和处理；

⑤三维成像；

⑥通信。

进入21世纪以来真正做到很好的商业应用，且技术较为成熟的AUV是跨时代的代表，尤其是REMUS AUV和Bluefin-21分别参与了法航447和马航MH370的搜寻工作，并成功地完成了任务，本书主要针对这几个AUV产品进行介绍。