高科技船舶可自主繪製海底和海岸線3D地圖
在經常航行的水道上,船舶運營商和地方當局必須擁有海底和海岸線特徵的地圖。新改造的自主船隻很快就會使此類地圖的創建變得比以往任何時候都更加容易。目前的情況是,在專門裝備的船上工作的訓練有素的技術人員必須手動繪製港口、湖泊和河流的底部和沿海地形圖。
由此產生的地圖有助於防止船隻擱淺,此外,它們還可以深入了解各種水下和海岸線特徵隨時間變化的方式。出於這些原因,定期更新地圖非常重要——更新得越頻繁越好。
為了幫助實現這一目標,德國弗勞恩霍夫光電、系統技術和圖像開發研究所的科學家們對現有的商用無人水面艦艇(USV) 進行了重大改造,使其能夠獨立完成水道的實際測繪。
用戶首先需要在控制船舶的軟件上指定要繪製地圖的地理區域。然後,該軟件計算出覆蓋該區域的地面路線,USV 繼續自動遵循該路線。它由GPS、加速度計和稱為多普勒速度計程儀的傳感器沿著該路線引導,多普勒速度計程儀利用向下投射的聲脈衝來估計相對於海底(或湖泊或河流)底部的速度。
通過結合相機和激光掃描儀生成的河岸結構3D 重建,以及從船舶Fraunhofer IOSB 角度拍攝的河岸同一部分的照片
該船還利用多波束聲納系統來創建底部的三維地圖,同時使用水上激光和攝像機來繪製海岸線的3D 地圖。激光和攝像機還用於發現和避開表面障礙物,例如其他船隻,這些障礙物不會包含在最終地圖中。操作原型的成功測試已經在幾個不同的湖泊進行。
“目前,手動調查僅每隔一兩年進行一次,提供的結果遠不如我們的綜合3D 模型準確,因此無法最佳地捕捉水道狀況,”弗勞恩霍夫協會的Janko Petereit 博士說。“我們的半自動導航系統為當前的測量方法提供了一種經濟高效的替代方案。”