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无人帆船研究现状与展望
Research Status and Prospect of Autonomous Sailboats

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俞建成 1   孙朝阳 1,2   张艾群 1  
文摘 无人帆船是一种以海洋环境能源为驱动,可以胜任远海作业、具有实时数据传输功能和实时定位功能、低运营成本的多用途新型海气界面移动观测平台。其以风力作为航行驱动力,以太阳能电池板等获取电能供给控制系统和传感器使用。与传统的海洋移动观测平台相比,可以实现低成本的长航时、大范围、高时空分辨率海洋观测,尤其是海气界面的海表气象数据和次表层海洋数据等海洋环境要素的精细观测。可以为全球气候变化、海洋酸化、海洋碳循环、极地气-海-冰相互作用等前沿热点问题的研究提供数据。对国际上具有代表性的无人帆船进行介绍分析,对无人帆船的帆船结构、运动机理与航行控制等技术的研究现状进行综述,并对无人帆船的发展趋势和关键技术进行讨论。
其他语种文摘 Autonomous sailboat is a new kind of multipurpose low cost operated marine mobile observation platform which is powered by marine environmental energyand can be competent to pelagic operations, has the functions of real-time data transmission and real-time positioning.It uses wind power as a driving force, solar panels or other devicesare used to generate electricity to provide power for control system and sensors.Compared with the traditional marine mobile observation platforms,the marine observation of long-endurance, large range and high spatial and temporal resolution observation especially theair-sea interfacemarine environmental elementobservationsuch assea surface layer meteorological dataand subsurface layer marine datacan be realized with low cost with the help of autonomous sailboat.The collected datacan be provided for the front hot topics research such as simulation of global climate change, ocean acidification, ocean carbon cycle and air-sea-ice interaction, etc.Representativeautonomous sailboats are introduced and analyzed, the structures of autonomous sailboats, theresearch status of movement mechanism and motion control method are reviewed anddevelopment trends and key technology of autonomous sailboats are discussed.
来源 机械工程学报 ,2018,54(24):98-110 【核心库】
DOI 10.3901/jme.2018.24.098
关键词 无人帆船 ; 海洋移动观测平台 ; 海气界面 ; 风帆驱动 ; 海洋环境能源
地址

1. 中国科学院沈阳自动化研究所, 机器人学国家重点实验室, 沈阳, 110016  

2. 中国科学院大学, 北京, 100049

语种 中文
文献类型 综述型
ISSN 0577-6686
学科 水路运输
基金 中国科学院沈阳自动化研究所蒋新松创新基金 ;  国家自然科学基金
文献收藏号 CSCD:6423341

参考文献 共 92 共5页

1.  孙松. 对我国海洋科学研究战略的认识与思考. 中国科学院院刊,2016,31(12):1285-1292 被引 7    
2.  贾永君. 自主海洋卫星遥感技术进展与发展方向. 海洋技术学报,2015,34(3):21-25 被引 4    
3.  陈质二. 面向海洋观测的长续航力移动自主观测平台发展现状与展望. 海洋技术学报,2016,35(1):122-130 被引 12    
4.  俞建成. 深海滑翔机技术与应用现状. 工程研究-跨学科视野中的工程,2016,8(2):208-216 被引 9    
5.  李硕. 深海技术装备研制现状与展望. 中国科学院院刊,2016,31(12):1316-1325 被引 9    
6.  Liquid Robotics. Energy harvesting ocean robot,2017 被引 1    
7.  Silvaa. Measuring underwater noise with very high endurance surface and underwater autonomous vehicles. Proceedings of the OCEANS 2013 MTS-IEEE Conference. 155(2),2013:1-6 被引 1    
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9.  Elkaimgh. System Identification for precision control of a wing sailed GPS-guided catamaran,2002 被引 1    
10.  The New York Times. No Sailors Needed:Robot sailboats scour the oceans for data,2016 被引 3    
11.  俞建成. 海洋机器人环境能源收集利用技术现状. 机器人,2018,40(1):89-101 被引 6    
12.  Elkaim G H. Experimental validation of GPS-based control of an unmanned wing-sailed catamaran. ION Global Navigation Satellite Systems Conference,ION GNSS,2007:1950-1956 被引 1    
13.  Harbor Wing Technology. HWT X-3 Production vessel design,2017 被引 2    
14.  Ocean Aero. Submaran(tm) S10:Wind and solar-powered freedom to go further and faster,2017 被引 1    
15.  搜狐军事. 美国军民两用"无人水面和水下航行器"Submaran S10,2017 被引 1    
16.  Ocean Aero. Submaran(tm) Saa S,2017 被引 1    
17.  Zhang Dongxiao. WBC Series:Observing air-sea interaction in the western boundary currents and their extension regions:Considerations for Ocean Obs 2019,2017 被引 1    
18.  Saildrone. Data Capabilities,2018 被引 1    
19.  Saildrone. Saildrone,2016 被引 1    
20.  Cokelet E D. The use of Saildrones to examine spring conditions in the Bering sea. Oceans'15 MTS/IEEE,2016:1-7 被引 1    
引证文献 11

1 胡峰 三维被动摆动水翼对波浪滑翔机推进动力的性能研究 机械工程学报,2020,56(8):243-249
被引 5

2 廖珂 基于约束模型试验的无人帆船速度预报 船舶工程,2020,42(7):138-143
被引 4

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