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水下机器人梦:装上“三维眼” 精度可达毫米级

2014-03-18 10:36
seele_jin
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  水下机器人广泛应用于海洋石油、渔业、海上救助等各个海洋领域,给水下机器人装上能高精度三维实时监测分析的“眼睛”,让水下世界三维呈现。这是海大一位42岁教授所带领团队研发出的科技项目,如何给水下机器人安上会探测的“三维眼”?技术又是怎样让水下世界高清晰三维成像的?3月17日,记者采访了这位痴迷海洋有着伟大海洋梦想的教授。为市民揭开技术的神秘面纱。

  它眼神好,能看清舰船上毫米级裂缝

  海底世界一片漆黑,却充满未知的奇妙。丰富的海洋资源也成为了各国争先开发的焦点。不管海洋资源多么丰富,不管海底世界多么奇妙,都要有“眼睛”去探索发现它。水下机器人代替人类潜入水下,一探海底究竟。岛城的科研团队研发出的项目,可以让水下机器人变身“火眼金睛”,让水下世界三维成像,清晰度达到毫米级。

  “高精度水下三维重建是最重要的水下探测技术。”17日,中国海洋大学信息科学与工程学院计算机系主任、教授董军宇告诉记者,他所负责的科研团队研发出的“水下高精度三维实时检测分析系统”能够实现对水下世界的三维成像和分析,能广泛应用于军事、海洋工程、海水养殖等方面。

  董军宇告诉记者,他们的技术的先进性在于两个地方,一是达到毫米级的高精度,二是三维成像。“海洋石油领域上,深入海底的桩柱、管线等很容易腐蚀,用上我们的技术可以看清毫米级的裂缝。”他告诉记者,通过给水下机器人安装他们研发的系统设备,水下机器人经过一系列的操作和分析,能看清毫米级的裂缝等,对桩柱、管线等水下结构物的表面缺陷、腐蚀状况检测分析,以确保安全生产及降低成本。

  “军舰上有个裂缝的话是很可怕的事情,用上这个"三维眼",能清晰呈现出潜在危险。还可广泛用于港口码头、舰船外壳等表面的水下高精度视觉检查、以排除炸弹及其他潜在威胁,在军事及反恐领域具有重要的作用。”

  它本领多,能观察海参鲍鱼生活情况

  用上这个技术是怎样让海底世界呈现三维立体图像的?董军宇向记者详细解释了工作原理和流程。“我以海水养殖的项目为例,给你解释一下工作流程。”他说,通过技术探测,能够为海参、鲍鱼等高附加值海水养殖提供生存环境等详细信息。

  先为水下机器人装上董军宇团队所研发的技术设备,然后让水下机器人下水探测。先通过声呐技术远距离探测出海参等的生存环境,熟悉海底环境的大致状况。随着距离的不断靠近,在合适的距离时机器人会打开灯光,设备的摄像头会拍摄到环境的大体情况,再次形成一个状况的分析。随着再次靠近,到达一定距离后,设备的高分辨率系统会自动启动,通过检测和分析,能“看清”毫米级的海参生存环境。

  “海底表面的粗糙度情况能清晰地得知,甚至表面石头的光滑与粗糙程度也能分析出来。”董军宇说,通过分析形成的三维图像是彩色的,水上养殖人员能很轻松观测养殖环境,做出分析。“海洋生物学的研究表明,海底地表的几何及三维纹理特征与生物的栖息、生长具有直接的关系。”

  董军宇表示,拿水下三维表面缺陷检测而言,就能体现出技术应用市场的广泛性。“可用于水下工程中的桩柱表面损坏状态评估;水下金属结构物表面的腐蚀的检测、锈蚀检测、焊缝的检测;结构物表面的撞击痕迹、扭曲、弯曲、凹凸变形等检测;底栖生物养殖的海底表面粗糙度评价等。”

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