主页 案例分析 用于测深 USV 的运动、升沉和导航解决方案

配备 Ekinox-E 的 SeaRobotics 无人艇 (USV)

SeaRobotics USV 集成了 Ekinox-E 惯性导航系统,用于多波束补偿和数据地理定位。

“Ekinox-E 允许我们简化系统集成,同时仍能为客户提供获取和处理高分辨率测深数据的能力。”|Geoff D.,SeaRobotics Corp. 开发经理

地理空间INS车辆
Searobotics

USV 2.5 是一种 2.5 米长的无人水面艇 (USV),提供广泛的仪器,并且可以根据任务需求灵活更换传感有效载荷。USV 2.5 已交付给北卡罗来纳州立大学的海洋科学与技术中心。

USV 集成了:

  • Edgetech 6205 测深和同步双频侧扫声纳系统
  • 声速探头
  • 来自 SBG Systems 高度灵活的 Ekinox-E 惯性导航系统连接到来自 Hemisphere 的双天线 RTK GPS,
  • 和 HYPACK 软件。

鉴于 USV 的多样化功能,它将被用作基于经验的教学工具,并在湖泊、河流、河口和海岸环境中进行基础和应用研究。

“USV 将用于海底和水体测绘,这对于深入理解各种海洋和水生过程至关重要,包括生态系统动态、水质和海岸线稳定性”,该项目的首席研究员 Del Bohnenstiehl 表示。

SeaRobotics 开发经理 Geof Douglass 表示:“我们毫不犹豫地为 USV 2.5 选择了 Ekinox-E 惯性导航系统。”此外,这一决定凸显了其可靠性和性能。


“与具有类似分辨率的竞争产品相比,Ekinox 由于其紧凑的外形而更易于集成。在小型无人水面艇(USV)上,可用载荷(重量、占用空间、功率、I/O)是最宝贵的资产。Ekinox-E 允许我们简化系统集成,同时仍能为客户提供获取和处理高分辨率测深数据的能力”,Geof 补充道。

Searobotics USV 测深
Searobotics USV 2.5
0.0 2 °
横滚/俯仰 (RTK)
0.0 5 °
航向精度 (RTK)
5 cm
升沉,2.5 厘米延迟升沉
400 g
INS 总重量

Ekinox-E

Ekinox-E 接收来自外部 GNSS 接收机的辅助数据以提供导航。此外,它还可连接至多达四个外部辅助系统,包括 DVL 或 DMI。

我们多功能的惯性导航系统能够高效地提供姿态、升沉和导航数据。

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Ekinox E INS 单元 Checkmedia

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什么是波浪测量传感器?

波浪测量传感器是了解海洋动力学以及提高海洋作业安全性和效率的基本工具。通过提供关于波浪状况准确且及时的信息,它们有助于为从航运和导航到环境保护等各个领域的决策提供参考。波浪浮标是配备传感器的漂浮设备,用于测量波高、周期和方向等波浪参数。

它们通常使用加速度计或陀螺仪来检测波浪运动(例如波浪周期),并且可以将实时数据传输到岸基设施进行分析。

什么是水深测量?

测深是对水下地形的深度和形状进行研究和测量的学科,主要侧重于绘制海底和其他水下地貌。它是水下地形的等效物,提供了对海洋、湖泊和河流的水下特征的详细了解。测深在各种应用中起着至关重要的作用,包括导航、海洋建设、资源勘探和环境研究。

现代测深技术依赖于声纳系统,例如单波束和多波束回声测深仪,它们利用声波来测量水深。这些设备向海底发送声脉冲并记录回波返回所需的时间,根据声速在水中的传播计算深度。特别是多波束回声测深仪,允许一次性绘制大片海底区域,从而提供高度详细且准确的海底表征。通常,会将 RTK + INS 解决方案结合使用,以创建精确定位的海底 3D 测深表征。

水深测量数据对于绘制航海图至关重要,航海图通过识别潜在的水下危险(如暗礁、沉船和沙洲)来帮助船舶安全航行。它在科学研究中也起着至关重要的作用,帮助研究人员了解水下地质特征、洋流和海洋生态系统。

浮标有什么用途?

浮标是一种主要用于海事和水上环境的漂浮装置,具有几个关键用途。浮标通常放置在特定位置,以标明水域中的安全航道、水道或危险区域。它们引导船舶和舰艇,帮助其避开暗礁、浅滩或沉船等危险点。

它们被用作船只的锚定点。系泊浮标允许船只系泊,而无需抛锚,这在不适合抛锚或会破坏环境的区域尤其有用。

仪器化浮标配备了用于测量温度、波高、风速和大气压力等环境条件的传感器。这些浮标为天气预报、气候研究和海洋学研究提供了宝贵的数据。

一些浮标充当收集和传输来自水面或海底的实时数据的平台,通常用于科学研究、环境监测和军事应用。

在商业捕鱼中,浮标标记陷阱或渔网的位置。 它们还有助于水产养殖,标记水下养殖场的位置。

浮标还可以标明指定区域,如禁锚区、禁渔区或游泳区,从而帮助执行水上规章制度。

在所有情况下,浮标对于确保安全、促进海洋活动和支持科学研究都至关重要。

什么是浮力?

浮力是流体(如水或空气)对浸没在其中的物体的重量所施加的力。如果物体的密度小于流体的密度,它允许物体漂浮或上升到表面。浮力产生的原因是作用在物体浸没部分上的压力差异——在较低深度施加的压力较大,从而产生向上的力。

浮力原理通过阿基米德原理进行描述,该原理指出,物体受到的向上浮力等于该物体排开的流体的重量。如果浮力大于物体的重量,它就会漂浮;如果小于物体的重量,物体就会下沉。浮力在许多领域都至关重要,从海洋工程(设计船舶和潜艇)到诸如浮标等漂浮设备的 funcionalidad(功能)。

USV 的惯性导航系统是什么?

用于无人水面艇 (USV) 的惯性制导系统对于精确导航和控制至关重要,尤其是在 GNSS 不可用时。惯性传感器跟踪运动和方向,从而在具有挑战性的环境中实现有效的导航。

 

惯性导航系统 (INS) 将 IMU 数据与其他系统(如 GNSS 或多普勒计程仪)集成,以提高精度。它们还采用导航算法,例如卡尔曼滤波,来计算位置和速度。

 

惯性传感器支持自主运行,为各种应用提供准确的航向和位置数据。它们确保在无 GNSS 条件下有效运行,并允许进行实时调整以增强机动性。