中國網2月25日訊（記者 葛蕾 舒珺）“4500米級深海資源自主勘查系統（潛龍二號）”是我國首型針對深海多金屬硫化物資源調查為目標的自主水下機器人，今年12月16日，搭乘“向陽紅10”號船赴我國西南印度洋多金屬硫化物礦區執行大洋第40航次任務，同時開展第二、三階段海上試驗，以驗證其深海多金屬硫化物的勘查能力，為今后開展深海資源自主勘查奠定技術基礎。近日，中國網記者走進“潛龍二號”技術總負責單位——中科院沈陽自動化研究所，就潛器控制系統的技術特點、成熟程度、可靠性等情況專訪了控制系統負責人許以軍。 

　　許以軍接受中國網記者訪問（攝影 姜一平） 

　　控制系統分五大單元 游戲手柄設計實現信號實時傳輸 

　　初見許以軍發現他秉承著技術男特有的性格，嚴謹、內斂又富有極強的專業知識，在與他的溝通中，能透過他邏輯清晰的介紹，全面了解到“潛龍二號”的控制系統情況。 

　　作為該系統負責人，許以軍告訴記者，控制系統硬件是4500米AUV的一個重要組成部分，它是控制系統完成潛水器航行控制的一個基礎，是使命任務的執行、各傳感器信號的采集、數字信號處理與識別、航行控制、記錄與通訊、故障診斷與應急安全等功能實現的一個硬件平臺。 

　　所有的信號、功能包括水下任務的執行都是通過這個硬件設備搭建而成，許以軍告訴記者，“潛龍二號”控制系統共分為五大單元：水面顯控單元，包括水面控制單元、水面遙控裝置、水面定位單元；控制單元包括航行控制單元、水面定位通訊與應急單元、避碰與探測控制單元、航行控制傳感器單元；推進單元包括推進器和舵機；能源單元包括電池組檢測模塊、主電池組能源、應急電池組能源；導航單元包括慣性導航系統、長基線定位單元和DVL測速儀與避碰設備等。 

　　接著，許以軍細致的講解水面控制單元的功能特質：“水面控制單元簡單來說就是水面操作臺，對潛器的水面操作檢查和使命任務下載，使用結束后進行數據上傳和數據分析功能?！?/span> 

　　“水面遙控裝置是由人來完成的嗎？”被問到這個問題時，許以軍打了個形象的比喻：“水面遙控裝置相當于游戲手柄，一開始設計的時候把它作為一個游戲的想法融入到里邊，人來遙控藍牙手柄對AUV系統進行遙控，使它執行水面航行任務?！?/span> 

　　“那么，您剛提到的遙控裝置，人可以在水面進行遙控，那么AUV在水下進行作業時，我們人是否能實時了解潛器的航行狀態？” 

　　許以軍說：“經過多年的探索和技術突破，我們通過水聲定位通訊技術實現對潛水器的定位與監控，實時掌握潛器的運行狀態?！?/span> 

　　據介紹，“潛龍二號”控制系統的硬件設備集成密封在電子密封耐壓艙內，通過水密電纜或油路進行連接，融合了雙總線混合組網技術，分布式系統模塊化設計技術等先進技術的應用。水面支持設備考慮到用戶的使用，本著便攜性、簡單實用的策略進行的便攜、高集成化技術設計。 

　　大洋40航次中進行硬件檢查的許以軍（攝影舒珺） 

　　“潛龍二號”遵從“六性”設計已達到較高的技術水準 

　　許以軍告訴記者，“潛龍二號”的控制系統在設計方面注重“六性”及標準化設計，即可靠性性、維修性、保障性、測試性、安全性、環境適應性和標準化。 

　　緊接著他“掰開揉碎”的向記者一一講解該系統：“比如可靠性設計，在潛器設計上，包括每一個組部件都進行了可靠性預計，根據元器件的壽命和各方面指標進行計算，預估整個系統組成后可靠性可達到的指標和量級?！?/span> 

　　許以軍所帶領的團隊將產品的安全性視為重中之重，經過多年的努力和探索，可以說在水上、水下定位監控已達到了先進水平，包括衛星的應用、無線通訊技術、水下聲學定位、超短基線的跟蹤等等，取得了長足的進步。 

　　在“潛龍二號”自身方面設計了完善的安全性措施，如安全航行、自主避碰、故障診斷與應急處理、水上、水下示位與定位等，在潛水器的自救能力方面下足了功夫?！皾撈鞯陌踩栽O計考慮到空天及水下全方位的通訊與監控，自身安全控制策略、故障診斷處理和拋載上浮能力、應急處理等”許以軍告訴記者。 

　　此外，“潛龍二號”各分系統在設計過程中留有必要的測試點，可通過通用檢測設備或專用檢測設備對產品的狀態進行檢查和故障定位。對于必須通過專用檢測設備才能進行狀態檢查和故障定位的則提供專用檢測設備，這也是控制系統設計貫徹的可測試性。 

　　在故障定位到段或功能置換模塊的條件下，潛水器的平均故障修復時間不超過3小時，這一點上充分體現出許以軍帶領團隊對系統的可維修性的設計。 

　　“那么潛器如何實現自救？會遇到哪些危險？”面對這個問題，許以軍信心滿滿回答：“AUV作為自主水下機器人，我們通常會事先在系統里設定某些條件，它會根據預設條件判斷能否航行，如果通行不了或出現故障，就會根據當前的環境條件來判斷故障的狀態并進行分級，根據級別不同采取相應的措施，比如潛器里某個設備出現故障影響到試驗任務完成時，就會進入故障診斷程序，進行拋載處理也就是潛器上浮?！?/span> 

　　拋載后的潛器順利上浮，這時水面安全系統也就是水上定位發揮作用，把潛器當前的位置信息和狀態實時反饋給母船，許以軍告訴記者：“海洋環境不像陸地可以感知或者人為預判，在海洋中只能模擬一些故障環境，比如漏水、巨型障礙物等等，根據這些假定的條件，潛器自主的進行判斷處理并應對?！?/span> 

　　通過許以軍的描述，“潛龍二號”采用可旋轉的推進裝置，可實現正負90度范圍大角度的轉動，增大潛器自身的操縱性，就好像魚可以自由的在水里暢游一樣，上升下潛，左右調節及水中懸停等。 

　　跟故障“死磕” 細致排查一個月拆卸千余個零件 

　　在同事的眼里，許以軍沉默內斂，標準的工科男裝扮，來到中科院沈陽自動化研究所十年來刻苦鉆研，目前已成長為團隊的骨干。為了攻克技術難關常常加班加點，有一股“死磕到底”的執著精神，最開始研究時，自動駕駛單元作為潛器控制系統的核心硬件可靠性不高，經常會突然重啟。為了排查這個問題，許以軍帶領團隊廢寢忘食一個月，不斷地拆裝元部件進行研究，反復測試，他們先后檢查了上千個零件，沒有任何抱怨，最后終于找到故障的“元兇”。 

　　對于即將到來的大洋40航次科考，許以軍告訴記者，此次出航我們的任務目標非常重，一方面是“潛龍二號”去那么大面積的海底探測是一種挑戰，另一方面時間安排緊湊，一旦設備出現故障，解決問題會浪費時間，從而使整個任務執行時間拖延，他說：“其實最擔心的就是設備出現故障，有的故障可以現場解決，有的故障則難以解決，這對我們來說是極大的考驗?！?/span> 

　　出海時間長對人的體力、心理承受能力也是一種考驗，面對茫茫大海難免會有孤獨寂寞的情緒，對如何克服這些情緒時，許以軍笑了笑說：“在之前的海試的時候專心于試驗的過程，潛器是否安全，所想的事情都跟試驗有關，其他情緒就在工作狀態時無暇顧及了?！?/span> 

　　據介紹，“潛龍二號”是十二五”國家863計劃“深海潛水器裝備與技術”重大項目的課題之一。課題總體目標為自主研制出一套4500米級的AUV系統，以此為平臺，集成熱液異常探測、微地形地貌探測、海底照相和磁力探測等技術，形成一套實用化的深海探測系統，并培養一支裝備操作維護隊伍，用于多金屬硫化物等深海礦產資源勘探作業，該課題由中國大洋協會辦公室總體負責，中科院沈陽自動化所為技術抓總單位，聯合國家海洋局第二海洋研究所等單位共同研制。 

　　“潛龍二號”的成功研制，為我國開展深海資源大范圍精細探測提供了重要技術裝備，標志著我國深海資源勘查裝備已達到實用化水平，使我國自主水下機器人技術及產品跨入了國際領先行列。