《海洋牧场中无人船自动驾驶技术规程》编制说明

《海洋牧场中无人船自动驾驶技术规程》编制说明书2《海洋牧场中无人船自动驾驶技术规程》编制说明由中国国际科技促进会归口，【2023】中科促标字第1039号《关于开展<海洋牧场中海洋牧场是一种以海洋资源为依托，通过现代化的管理手段和科学技术，进行有计划、有目的的开发和利用的场所。无人船则是一种没有人员直接参与操作的船只，可以通过预设程序或智能自主控制进行航行。这两者的结合，不仅可以提高海洋资源的利用效率，还可将无人船自动驾驶技术应用于海洋牧场中，具有深远的意义。首先，无人船可以自主执行许多任务，如海域巡逻、环境监测、水产养殖等，大大减轻了人员的负担，提高生产效率和管理效率。无人船的使用可以降低人员成本，同时减少对环境的影响，符合绿色发其次，无人船自动驾驶技术可以提高海洋牧场的智能化水平。随着信息化和智能化技术的不断发展，海洋牧场也需要不断升级和改进。无人船的使用可以增加海洋牧场的智能此外，无人船自动驾驶技术的运用，需要强大的海洋科学与技术支持。因此，将无人船引入海洋牧场，可以促进海洋科技的研究与发展。此外，无人船可以代替人工在恶劣环本规范涉及技术在1-2年内可实现稳定运行，为行业内新技术，以下为参与人员和参3在起草阶段开始之前，为了确保标准制定的科学性和规范性，我们成立了标准制定工作组。工作组由海洋牧场、船海领域、无人驾驶相关领域的专家、企业代表及技术骨干组首先，建立一套海洋牧场的运行系统，包括自主监测无人艇、北斗监测浮标、采捕机器人、水下生物监测机器人等，其中以自主监测无人艇作为无人驾驶技术的载体。预计部其次，进行无人船自动驾驶的理论分析，包括运动模型建立、控制方法设计、毫米波然后，进行无人艇自动驾驶的硬件选型，包括转舵系统、液压系统、油缸、油泵、船外挂机、电控挂机齿轮箱系统、毫米波雷达、遥控器、接收机、点火装置、机油报警装置最后，实现无人艇的自动驾驶功能，其中包括运动控制模块、路径规划模块、导航定经查询国内外暂无同等技术标准，故在制定过程中借鉴了同类型产品标准的规定，GB/T42779-2023《海洋牧场基本术语》、GB/T40946-2021《海洋牧场建设技术指南》、GB/T41892-2022《智能船舶机械设备信息集成编码指南》、GB17378.1-2007《海洋监4developmentsandchallenges[J].AnnualReviewsSaturation[J].IEEEAccess,2019,在查询国内外相关标准和文献资料后，我们开始对无人船自动驾驶技术的技术要求、在形成标准草案初稿的过程中，我们注重参考国际标准和国外先进标准，同时结合我国实际情况进行了适应性和创新性的调整。初稿完成后，对标准内容进行了多次审查和讨这一阶段主要是将形成标准草案和编制说明提交给专家进行审查和讨论，根据专家的在形成标准讨论稿和编制说明后，我们通过多种渠道征求各方意见，包括向相关领域的专家、企业代表、技术骨干等发放征求意见函，收集他们的反馈和建议。同时，我们还通过会议、座谈等方式与相关人员进行沟通和交流，确保标准的内容能够充分反映各方的二、标准编制原则、主要内容及其确定依据，修订标准时，还包括修订（1）先进性原则：标准应反映当前无人船自动驾驶技术的最新成果和发展趋势，确（2）适用性原则：标准应充分考虑我国海洋牧场的实际需求和条件，确保标准的内5（3）可操作性原则：标准应注重实用性，确保其可被相关人员理解和实施，同时考（4）规范性原则：标准应遵循国家有关法律法规和标准制定的规范要求，确保其科本标准主要规定了无人船自动驾驶技术的技术要求、试验方法、检验规则等内容。具（2）无人船自动驾驶系统的要求：对无人船自动驾驶系统的硬件、软件、传感器、（3）试验方法：规定无人船自动驾驶系统的试验方法、试验条件、试验设备、试验（4）检验规则：明确无人船自动驾驶系统的检验规则、检验项目、检验方法、检验本标准制定依据包括相关领域的国内外标准、专家意见、企业实践和用户需求等。在制定过程中，我们充分参考了国内外相关标准和文献资料，结合我国海洋牧场的实际情况本起草工作组或单位在该领域具有丰富的实践经验和科研成果积累。在制定本标准过程中，我们充分考虑了既往工作情况和成绩，无人船载投苗机根据北斗定位模块进行定位航行，到达制定作业区域，然后使用离心播撒装置结合提升装置、落苗控制装置，通过控制落料速率、播种盘转速、作业船速实现精准变量播苗，通过传感器采集流速、风速、水深、船速等作业数据，并预估苗种着床点6通过传感器采集到的作业航迹及投苗量数据，待作业母船靠岸后通过公网回传至智能轻简型无人投饵船在近岸池塘和大水面封闭水域投饵作业，每天定时执行指令。执行投饵无人船通过北斗定位模块进行定位导航和驾驶控制，同时根据投饵作业任务中具体位置及投饵量进行作业。最终航行路线、投饵作业信息通过近岸多余度无线通信模块回无人监测船（包括无人艇和轻简型监测无人船）根据北斗定位模块进行定位导航和驾驶，通过船上定位装置、水质监测系统采集坐标信息和水质信息。无人艇用于在海洋牧场所有信息通过多余度无线通信模块上传至智能管控系统，生成作业信息图，标注每个监测视频和生物量数据可呈现在智能管控系统，同时智能管控系统基于回传数据形成含有图1无人艇自动驾驶系统框图7其中控制系统包括手动自动切换、油门挡位控制、液压转向控制、挂机故障监测、远可以通过遥控器控制无人船油门方向舵，采用ExpressLRS协议的1W、2.4GHz频段的高频头和接收器，空旷且较少电磁干扰海面环境下最高能达到5km稳定控制。此外具有电子感知部分选用毫米波雷达进行局部路径规划中的避障，如图2所示，为毫米波雷达点毫米波雷达是工作在毫米波（30GHz~300GHz频域、波长为1mm~10mm）波段的雷达。其具有探测范围广、穿透能力强、体积小等特点。由于海上目标数量多以及障碍物散射强度不同将会受到噪声的干扰容易造成虚警。针对此问题一种基于欧氏距离的点迹凝聚方法，图2毫米波雷达点云采样图由于路径规划中采用及后续改进先进算法，需要较大的计算算力，所f(f(i)8f(i)=g(i)+h(i)其中g(i)表示从起点到当前节点的最短距离，h(i)表示从当前节点到终点的最短距离海洋牧场监测系统会实时上报每块渔区的环境数据，每天定时投饵或自主设置投饵策本标准在实际应用中取得了良好的效果。首先，它促进了无人船自动驾驶技术的标准化和规范化，提高了技术的可靠性和安全性。其次，本标准的实施有助于提高海洋牧场管理的效率和精度，推动海洋产业的可持续发展。此外，本标准的推广应用还有利于我国在三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、社首先，对无人船自动驾驶系统进行全面的测试和分析，包括系统的稳定性、可靠性、其次，对无人艇自主路径控制精度设定指标，自主路径控制精度指无人船实际运行路径与预定路径偏差量，测试方法为在制定测试场景下，统计一段时间内实际运行路径与预定路径偏差量在水平方向的均方根误差。中期考核时指标为3m（3级海况）；完成时优于），最后，发表高水平期刊论文，SCI要求Q2（JCR）及以上等领域知名非开源期刊。软件著作权，并获得软件著作登记证书。国家/首先，本标准将促进无人船自动驾驶技术的推广和应用。随着技术的不断发展，无人船自动驾驶系统将在渔业、海洋监测、环保等领域发挥越来越重要的作用。本标准的制定和实施将为无人船自动驾驶系统的生产和应用提供规范和指导，推动相关产业的发展和壮其次，本标准将提高海洋牧场的生产效率。无人船自动驾驶系统能够实现精准导航、9自动化控制等功能，减少人力成本，提高生产效率。这将有助于增加渔业产量，提高渔民此外，本标准还将为相关企业和研究机构提供技术支持和参考。通过制定和实施本标准，企业和研究机构可以更好地了解无人船自动驾驶技术的要求和规范，提高技术研发和最后，本标准将为政府管理部门提供管理和监管依据。随着无人船自动驾驶技术的广泛应用，政府管理部门需要制定相应的管理和监管措施。本标准的制定和实施将为政府管理部门提供有力的支持和参考，确保无人船四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况，或者与测试与国际同类标准相比，本标准在某些方面具有一定的优势。首先，本标准在技术内容其次，本标准在某些具体指标和要求上更加严格和具体，例如对无人船自动驾驶系统的导五、以国际标准为基础的起草情况，以及是否合规引用或者采用国际国外标准，并说明未采用国际标准的原因六、与有关法律、行政法规及相关标准的关系本标准与我国现行的法律、行政法规及相关标准保持一致。在制定过程中，我们充分考虑了相关法律、行政法规和标准的有关要求，导航系统等。这些方面与我国现行的法律、行政法规及相关标准紧密相关。我们参照了相关法律、行政法规和标准的有关要求，对无人船自动驾驶技术的安全、环保等方面进行了规范和控制。同时，我们也充分考虑了相关法律、行政法规和标准的更新和变化，及时进七、