科研人员研发出水面智能保洁无人子母船系统 搭载动态避障决策系统

12月30日消息，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所（以下简称“固体所”）近期主持研制出多种功能的智能保洁水面机器人，并联合相关公司，研制出无人控制的智能保洁子母船装置及系统，实现了水面保洁子母船系统的无人化、自动化和智能化。

据了解，固体所研制的无人控制智能保洁子母船装置由1艘母船和2艘子船组成，子母船协同作业时可扩展作业面积超过30米。为解决3艘独立船体自主协同作业（特别是在无人控制模式下）的技术问题，研究团队提出针对多目标协同的自适应PID控制方法及几何逼近算法，探究出子船自主控制、子母船协同的规划路线逼近、溜边逼近、自主巡航和障碍规避模式和方法。

基于此，该子母船在实际作业时，可开启河道逼近、河道中央行驶、河道靠边单侧逼近驶、自主巡航等作业模式，且作业模式可根据场景自由切换。为保障航行安全，无人作业的完整协同决策和控制模型包含传感器信息采集、信息处理、评估碰撞风险、开始避让行动、恢复行使、有效性检测和应急措施等。

科研团队还开发了基于碰撞风险系数的动态避障决策系统。避障模式下，子母船会根据相遇的情况（即会面、交叉、超车），采取合理的避免碰撞措施如超车、跟随、减速、停泊等，进而确保子母船编队在受到水流、风力和纵向牵引力综合扰动下仍保持编队的整体队形和各自位置。

据固体所方面介绍，与传统方法相比，该无人子母船显著提高了作业效率、作业速度和作业安全性，为水面保洁行业的无人化、自动化和智能化升级换代提供技术。目前，相关产品已在深圳、苏州等地投入使用。