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水下無人航行器用宇征6號6波束水下避障傳感器能解決碰撞問題嗎?
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2020-06-18
水下無人航行器用宇征6號6波束水下避障傳感器能解決碰撞問題嗎?
水下無人航行器在水下航行時，需要大量的傳感器來幫助他導(dǎo)航、定位、避開障礙物、自動返航、通訊等。對于避開障礙物，在水下因為電磁波會被水吸收，所以超聲波是目前最好的選擇。
無人航行器在水中除了要用超聲波朝下測量到海底的高度以外，還要對前后左右的障礙物進行，然后自動躲避障礙物，避免產(chǎn)生碰撞。
用戶在無人航行器上安裝宇征6號6波束水下避障傳感器：能解決碰撞問題嗎？
將宇征6號6波束水下避障傳感器裝在無人航行器頂部，探測電路讓超聲波換能器發(fā)射和接收超聲波信號，然后來識別出周圍具體障礙物的距離和大致方向。
圖1 宇征6號6波束水下避障傳感器實物圖 
下面是宇征6號6波束水下避障傳感器其中一種的發(fā)射角度的示意圖，最大測量范圍是清水中50米，在一個圓柱體上，360°的范圍內(nèi)每60°裝1個超聲波換能器，向6個方向發(fā)射，每個方向上的水平開角是35～40°，垂直開角是18～22°左右。
圖2 宇征6號6波束水下避障傳感器發(fā)射角度示意圖
那么以zui大測量范圍是清水中50米的宇征6號6波束水下避障傳感器來看一下35～40°的水平開角，在不同距離上覆蓋的面積有多大(用直徑表示)？
| 發(fā)射角度 | 1米距離 | 2.5米距離 | 5米距離 | 7.5米距離 | 10米距離 |
| 35° | 1.26米 | 3.16米 | 6.30米 | 9.46米 | 12.62米 |
| 發(fā)射角度 | 20米距離 | 30米距離 | 40米距離 | 50米距離 | |
| 35° | 25.22米 | 37.84米 | 50.44米 | 63.06米 |
| 發(fā)射角度 | 1米距離 | 2.5米距離 | 5米距離 | 7.5米距離 | 10米距離 |
| 40° | 1.46米 | 3.64米 | 7.28米 | 10.92米 | 14.56米 |
| 發(fā)射角度 | 20米距離 | 30米距離 | 40米距離 | 50米距離 | |
| 40° | 29.12米 | 43.68米 | 58.24米 | 72.80米 |
宇征6號6波束水下避障傳感器還有一種zui大測量范圍是清水中10米，每個方向上的水平開角是20～25°，垂直開角是10～15°左右。
圖2 宇征6號6波束水下避障傳感器發(fā)射角度示意圖
那么以zui大測量范圍是清水中10米的宇征6號6波束水下避障傳感器來看一下20～25°的水平開角，在不同距離上覆蓋的面積有多大(用直徑表示)？
| 發(fā)射角度 | 1米距離 | 2.5米距離 | 5米距離 | 7.5米距離 | 10米距離 |
| 20° | 0.70米 | 1.76米 | 3.52米 | 5.28米 | 7.06米 |
| 發(fā)射角度 | 1米距離 | 2.5米距離 | 5米距離 | 7.5米距離 | 10米距離 |
| 25° | 0.88米 | 2.22米 | 4.44米 | 6.66米 | 8.86米 |
從上面兩張發(fā)射角度的示意圖，6個波速還不能完全覆蓋360°的范圍，每個波束之間還是有一定的空隙。
從上面zui大測量10米和50米兩種傳感器的發(fā)射角度在不同距離上覆蓋面積來看，加上無人航行器在水下航行過程中，是不斷移動的，能夠在88～95%的情況下發(fā)現(xiàn)障礙物，從而進行規(guī)避，避免碰撞。
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