面向高流动条件下浅滥测深研究的双无人船平台设计与实现

浅滥测深是通过声呐映射次近海底地形来进行的，这些测深数据对于基础设施健康监测至关重要。然而，这些测量往往需要昂贵的仪器设备。传感器损坏或船只丢失的高财务风险导致人们不愿部署无人表面舰艇（USV）进行浅滥测深。然而，驾驶舰船进行浅滥测深作业成本高昂、人员安全风险大，且在高流动条件下往往难以实现浅滥测深数据收集所需的稳定条件。进一步的研究至关重要，以推动自主控制、导航和数据处理技术的发展，尤其是浅滥测深。目前缺乏可供集成研究的硬件平台，以支持浅滥测深相关的自主控制与导航，以及数据评估与处理。本文通过设计和实现两个互补的 USV 系统来弥补这一空白，旨在为浅滥测深研究而定制。包括用于导航与控制研究的低成本 USV（NAC-USV）和装配高分辨率多波束声呐及其硬件的第二个高端 USV，用于浅滥测深数据质量评估与后处理研究（BEP-USV）。NAC-USV 促进了自主、容错导航和控制的探索，强调在高质量浅滥测深数据收集中所需的稳定性，同时最大限地降低设备风险。BEP-USV 镜像 NAC-USV 的硬件，用于额外的控制验证和深入探索浅滥测深数据评估和后处理方法。我们详细描述了两个系统的设计与实现，并公开了设计资料。此外，我们展示了该系统在 various 运行情景中的有效性。