惯性传感器技术在万米海试用波浪传感器中的应用
- 2020-06-17 09:06:5436666
【重工机械网 产品新闻】2020年6月8日,*沈阳自动化研究所主持研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,在马里亚纳海沟*完成万米海试与实验性应用任务后,搭乘“探索一号”科考船载誉归来。据悉,在本航次中,我国自主研制的DWS19-2惯导式方向波浪传感器,为“海斗一号”深潜作业护航,提供了海面波浪环境现场保障。而该惯导式方向波浪传感器,核心硬件是国产工业级9轴惯导器件,采用的是我们熟知的MEMS惯性传感器技术。
据了解,这款DWS19-2波浪传感器是基于MEMS惯性传感元件的超小型、高精度惯性波浪测量系统,由*南海海洋研究所应用海洋学实验室/西沙海洋环境观测站工程师周峰华博士主持研制。其硬件系统及核心算法“一种捷联惯导式测波方法与系统”已获国家发明*授权。
从5月7日至21日,DWS19-2波浪传感器在深潜器作业周边海区多次开展波浪现场快速测量,共获取波浪数据360组,为“海斗一号”布放和回收的关键阶段提供了海面波浪环境现场保障。
据周峰华博士介绍,“海斗一号”在马里亚纳海沟*完成万米海试与实验性应用任务,大下潜深度10907米,刷新我国潜水器大下潜深度记录,同时填补我国万米作业型无人潜水器的空白。在高精度深度探测、机械手作业、近海底工作时间、声学探测与定位、声学通信作用距离及高清视频传输等方面,创造了中国潜水器领域多项*。
据了解,该惯导式方向波浪传感器于2018年研制成功,其核心硬件采用国产工业级9轴惯导器件,在上*采样数学姿态解算方法替代传统波浪浮标中的水平保持机械结构,可很大程度上降低波浪浮标的体积、重量,方便快速布放。其测量精度、设备体积、功耗等指标均处于*水平。
目前,该传感器已完成多次海上现场观测实验,波浪测量参数包括:平均波高、周期,1/3大波高、周期,1/*波高,周期,大波高、周期,主波向,波浪功率谱及姿态信息等。该传感器尺寸为4cm×4cm×3cm,在4Hz采样频率下功耗<0.7W,可方便安装在漂流浮标、Wave-Glider、波浪工程浮标等低功耗无人平台上,实现波浪现场的快速、机动测量。
“受贸易战、疫情等影响,近国外几款同型波浪传感器及其核心惯导器件出现价格大幅增长、供货周期无限延长,甚至被列入对华禁运名单等。”周峰华博士希望国内波浪观测研制的高校、企事业单位联合起来,加强波浪测量技术交流、对标*波浪测量指标,提高国产波浪传感器性能,促进波浪测量设备的国产化。
另外,除上述惯性传感器技术的*应用外,“海斗一号”在国内还*利用全海深高精度声学定位技术和机载多传感器信息融合方法,完成了对挑战者深渊深区域的巡航探测与高精度深度测量,获取了完整的全海深剖面与深渊海底的温盐深、深度剖面洋流变化等数据资料,为研究深渊水团特性的空间变化规律、深渊底层洋流结构等,提供了宝贵的数据资料。
原标题:惯性传感器技术在万米海试用波浪传感器中的应用