无人艇的工作就像一个放风筝的过程:通信系统是那根“风筝线”,负责信息的上传下达;距离控制则是放风筝人的“手法”,决定风筝能飞多远、多稳。二者紧密结合,共同决定了无人艇的作业能力边界。
一、通信系统负责传输控制指令(上行)和状态数据与感知信息(下行)。
技术的选择直接决定了无人艇的作业距离和可靠性。
二、无人艇的距离控制
这里的“距离控制”不仅指物理距离,更指在通信约束下对艇的有效管理与安全边界控制。
1. 核心控制模式
实时遥控模式:在通信状况良好时,操作员像玩“大型遥控船”一样直接控制,延迟极低。此为基础模式。
监控式自主模式(主流模式):操作员设定任务(如巡逻航线、清扫区域),无人艇自主执行,并实时回传状态。操作员仅需监视,在必要时干预。这大幅减轻了人员负担,并降低了对连续通信的依赖。
全自主模式:在任务已知、法规允许下,无人艇完全自主航行与作业,仅定时或按事件报告状态。适用于长期、重复性任务。
2. 安全距离控制策略
为确保安全,无人艇系统设计有多重“电子护栏”:
地理围栏:在电子地图上预先划定绝对禁止进入(如禁航区、浅滩)和预警边界(如靠近航道边缘)的区域。一旦触发,艇会自主规避或报警。
动态避障:结合雷达、激光雷达(LiDAR)、光学摄像头,实时探测并规避水面静态与动态障碍物(其他船只、漂浮物)。这是保证中近距离航行安全的核心。
续航与返航逻辑:系统实时计算剩余电量/燃料与回航所需消耗。当达到安全返航阈值时,无论任务是否完成,都会自动启动返航程序,确保不会因动力耗尽而失控。