
6個船型實船測試全部完成!日本領航無人船時代
隨著世界首次水陸兩用無人船自主航行試驗成功,歷時兩個月,日本無人船項目“MEGURI2040”全部六個不同船型、不同條件的實船測試按計劃全部成功完成,同時在無人船領域創造了六項世界紀錄,為日本在2025年實現無人船商業化的目標邁出重要一步。
3月14日,“水陸兩用無人駕駛技術開發”聯盟使用水陸兩用船“Yambanyagatengo”號,在群馬縣八場水庫人工湖進行了全長約2公里、耗時約30分鐘的無人駕駛示范試驗,這是世界上首次通過水陸兩棲船進行的自主航行試驗。在本項目中開發的路線追蹤和避航系統等,有望為船舶安全航行做出貢獻。
“開發兩棲無人駕駛技術-Yamba Smart Mobility”是世界上第一個旨在研究水陸兩用公交車自動化的項目。該聯盟的合作伙伴包括ITbook Holdings、群馬縣西北部長野原町、埼玉工業大學、日本水陸兩用車協會和ABIT Corporation。該聯盟主要獲得了日本財團(Nippon Foundation)的支持,已經籌集了2.5億日圓(約合240萬美元)的資金,可供該項目持續至明年3月。之后,支持者會對項目進展進行評估,預計還會提供更多的資金。
此次測試的“Yambanyagatengo”號水陸兩用巴士由長野原町所有,全長11.83米,總噸位11噸,這輛水陸兩用巴士是長野原小鎮的財產,由一輛改裝的卡車結合船底設計而成,可載40名乘客。在陸地上,該巴士采用卡車的柴油發動機,在大壩中行駛時采用獨立的船用發動機,時速為3.6海里/時。這種水陸兩用船可以從地面進入水中,并在水中自動航行后重新返回地面。
“Yambanyagatengo”號利用準天頂衛星和用于位置校正的傳感器——光纖陀螺儀來高精度地跟蹤計劃中的航線。該船還配備了可見光相機、激光雷達和利用水下聲波的聲納等多個傳感器 ,用于自動檢測和避開障礙物。將這些位置信息和傳感器信息整合到船用改良的自動駕駛軟件“Autoware”中,該軟件采用一個控制器局域網(CAN bus)將數據傳遞給車輛運動控制器,后者反過來控制由兩個操縱桿控制的Joy System子控制單元:一個用于轉向,另一個用于加速和制動。通過應用人工智能的學習等,實現了無人駕駛技術。此外,還開發了能夠同時控制船舶和車輛的方向盤及操縱桿的系統,能夠順利進行船舶和車輛的自動切換。
自動駕駛控制系統管理四個主要控制領域:車輛進水/出水位置識別、防止船體傾覆的傳感器防抖裝置、管理周圍環境3D視圖變化的自定位技術(考慮到大壩的水位會大幅變化)、以及一個基于聲納的避障方案。此外,還會利用AI技術為障礙物探測、自定位和路徑規劃提供幫助。
目前,在日本運營的水陸兩用船大多用于旅游目的。另一方面,為了應對近年來頻繁發生的暴雨災害,日本各地對水陸兩用船的關注度越來越高。通過此次試驗,未來水陸兩用船的自主航行系統如果能夠投入實際應用,除了在災難發生時進行技術分流外,還可以利用兩用船的特點,為日本外島建立無縫的物流基礎設施。
據了解,日本財團是一家日本民間團體,成立于1962年。自創立以來,日本財團便立足于民間,開展社會活動,主要涉及社會福祉、教育、文化,海事、船舶事業活動,以及海外人道支援、人才培養等三大領域。
2020年2月,日本財團的“MEGURI2040”項目開始推進無人船項目“MEGURI2040”,包含了5個合作聯盟,匯集航運、造船、船舶設備制造商等40余家日本企業,涵蓋了大型渡船、集裝箱船、客船等不同船型主題。日本財團在2021財年(2021年4月至2022年3月)為這一項目提供了總額34億日元(約合人民幣2.24億元)的資金。
從2022年1月起至3月,這5個聯盟將分別開展各種船型的自主航行示范試驗。1月11日,“無人航行船@橫須賀市猿島”完成了世界上首次小型游船自主航行,利用三井E&S造船開發的自主船舶操縱技術應用于Try Angle運營的小型客船“Sea Friend Zero”號,在約1.7公里的航線(10分鐘航程)進行無人駕駛航行,包括離岸和靠泊。
1月17日,“智能渡船開發”聯盟利用三菱造船建造、新日本海渡船運營的222米長大型客滾船“SOLEIL”號進行了全程約7小時的高速自主航行。這是世界范圍內第一次在大型客船上展示先進的自動進出港和高速航行(最高航速26節)的無人駕駛船舶技術。
“Mikage”號使用無人機協助系泊
“Sunflower Shiretoko”號
1月24日至25日,“以內航集裝箱船和渡船為基礎的無人化技術示范試驗”聯盟完成了內航集裝箱船“Mikage”號的自主航行測試,這是世界上第一次利用實際運行的集裝箱船進行的自主航行試驗,也是第一次使用無人機來協助船舶系泊。2月5日至7日,又完成了大型車客渡船“Sunflower Shiretoko”號的自主航行試驗,整個航程約750千米、航行時間長達18個小時,無論是從距離還是時間上都是世界首次。
2月26日至3月1日,“無人航行船的未來創造(DFFAS)”聯盟完成了內航集裝箱船“Suzaku”號東京港-津松阪港-東京港之間往返航線的自主航行測試,這是世界上首次在擁擠海域進行的自主航行試驗。
隨著本次水陸兩用船“Yambanyagatengo”號試驗完成,日本財團“MEGURI2040”項目下的全部五個聯盟均已順利完成了自主航行實船測試。今后,日本財團將分析一系列實驗的結果,發揮各聯盟的優勢,進一步推進技術開發并爭取在2025年實現無人船實際應用,目標是到2040年有50%的內航船能夠實現無人駕駛。。

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