7月3日下午，合肥市公安局巢湖水上分局在天鵝湖舉行“無(wú)人智能巡邏艇”首巡儀式。

　　水面安全巡邏的現(xiàn)狀和需求

　　目前港口、碼頭、景觀湖、水庫(kù)、旅游景點(diǎn)、養(yǎng)殖業(yè)等水域的巡邏和安全防控基本上都是人工完成，存在工作量大、探測(cè)手段有限、安全救援遲緩等問(wèn)題。相對(duì)于無(wú)人機(jī)、無(wú)人船等技術(shù)，無(wú)人水上艇技術(shù)發(fā)展相對(duì)較晚，目前無(wú)人水上巡邏艇主要由美國(guó)、以色列等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)，主要用于軍事用途。國(guó)內(nèi)無(wú)人艇技術(shù)相對(duì)落后，多數(shù)是尺寸較小、功能簡(jiǎn)單、智能化和信息化程度低的單一功能產(chǎn)品，近80%的無(wú)人水上艇應(yīng)用都集中在觀測(cè)與信息收集、物理環(huán)境測(cè)量等。

　　天鵝湖在安徽省省會(huì)合肥市境內(nèi)，地處合肥政務(wù)文化新區(qū)核心，是一個(gè)人工景湖。始建于2003年，水深3.5米，有各種雕塑、園林樹(shù)木、人工沙灘、噴泉，湖中有兩座小島等景觀占總占地面積136公頃，湖面面積70公頃，平均水深3.5米。南北最大跨度0.7公里，東西最大跨度1.5公里，周長(zhǎng)3.5公里。天鵝湖不但環(huán)境優(yōu)美，旁邊還新建了體育場(chǎng)，大劇院，市政辦公中心等地標(biāo)建筑，是合肥的政治文化休閑中心地，天鵝湖目前是合肥市內(nèi)最大的開(kāi)放式公園之一。近年來(lái)，天鵝湖溺亡事件頻頻發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，天鵝湖自2004年蓄水開(kāi)始，迄今為止至少溺亡了64人。因此，通過(guò)技術(shù)手段為天鵝湖安全監(jiān)控和應(yīng)急救援提供支持是非常有必要的，無(wú)人智能巡邏艇是近年來(lái)快速發(fā)展的技術(shù)，有望為天鵝湖安全防控提供最佳技術(shù)支持。

　　無(wú)人智能巡邏艇的研制過(guò)程

　　中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所“973”首席科學(xué)家劉錦淮團(tuán)隊(duì)的余道洋博士主持的水面機(jī)器人系列研究成果于2015年11月份發(fā)布，經(jīng)專家鑒定多項(xiàng)技術(shù)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，該成果發(fā)布后引起了國(guó)內(nèi)行業(yè)專家、企業(yè)和媒體的重視。安徽中科華澄智能科技有限公司是中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院水面機(jī)器人等研究成果以無(wú)形資產(chǎn)投資入股成立的院屬企業(yè)，公司的核心產(chǎn)品之一是智能安防水面機(jī)器人，主要用于類似于天鵝湖等水域的綜合安全預(yù)警與防控，特別是溺水監(jiān)控與救援。智能安防水面機(jī)器人于2016年9月份在天鵝湖進(jìn)行了演示和測(cè)試，得到了合肥市公安局水上分局王旭局長(zhǎng)的認(rèn)可，雙方通過(guò)溝通一致同意共同研制無(wú)人智能巡邏艇，不僅僅用于天鵝湖，進(jìn)一步擴(kuò)展可以用于巢湖等大江大河的無(wú)人智能化監(jiān)控和應(yīng)急救援。今天的儀式也是共同研制產(chǎn)品的正式列裝，是產(chǎn)品走出去的良好開(kāi)端。

　　無(wú)人智能巡邏艇及天鵝湖綜合安全防控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　天鵝湖綜合安全防控系統(tǒng)由無(wú)人智能巡邏艇、岸基紅外和光學(xué)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)、高速救援艇、蛙人應(yīng)急分隊(duì)、城管巡防員、手持式通訊終端、水下探測(cè)以及綜合安全監(jiān)控平臺(tái)等組成。該系統(tǒng)的核心是無(wú)人智能巡邏艇，本項(xiàng)目研制的無(wú)人智能巡邏艇核心技術(shù)和功能包括：自主巡航、自動(dòng)避障、目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別、早期預(yù)警、空地水系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、語(yǔ)音驅(qū)離、聲光報(bào)警、強(qiáng)光指引、實(shí)時(shí)視頻傳輸、多模式遠(yuǎn)程操控、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、通訊鏈路、自主返港、水下探測(cè)、網(wǎng)格化精準(zhǔn)定位等功能。

　　無(wú)人智能巡邏艇的核心技術(shù)是“智能”，融合了常規(guī)機(jī)器人的智能感知、智能決策和控制技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：自主巡航和主動(dòng)避障功能由衛(wèi)星導(dǎo)航、電子羅盤(pán)、海事雷達(dá)、超聲雷達(dá)、激光雷達(dá)、聲吶等信息感知模塊組成，通過(guò)形態(tài)學(xué)膨脹腐蝕原理的二值圖處理和動(dòng)態(tài)目標(biāo)A*算法等人工智能算法，實(shí)現(xiàn)水面機(jī)器人在復(fù)雜水域的全局路徑優(yōu)化和局部障礙規(guī)避;無(wú)人智能巡邏艇上分別搭載了光學(xué)攝像和熱紅外攝像頭，開(kāi)發(fā)了基于動(dòng)態(tài)目標(biāo)多特征差異檢測(cè)原理的光學(xué)和熱紅外圖像細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)無(wú)人艇動(dòng)態(tài)巡航條件下動(dòng)態(tài)目標(biāo)的捕捉與準(zhǔn)確識(shí)別;無(wú)人智能巡邏艇的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)解決了天鵝湖危險(xiǎn)水域人員的動(dòng)態(tài)和快速識(shí)別，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了早期預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)試圖進(jìn)入危險(xiǎn)水域的人員提前進(jìn)行警告和監(jiān)控，為有效管控溺亡事故的應(yīng)急處理提供了技術(shù)保障;天鵝湖島上架設(shè)了20多臺(tái)光學(xué)攝像和熱紅外攝像頭，實(shí)現(xiàn)了天鵝湖全天候、無(wú)死角的實(shí)時(shí)監(jiān)控、和目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別，一旦出現(xiàn)人員越過(guò)警戒線和危險(xiǎn)水域，將自動(dòng)計(jì)算危險(xiǎn)區(qū)域人員的精確位置坐標(biāo)，自動(dòng)判斷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并自動(dòng)向系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)送指令，系統(tǒng)平臺(tái)再向無(wú)人智能巡邏艇、安防人員和管理人員發(fā)送信息，以最快的速度采取應(yīng)急措施，真正實(shí)現(xiàn)天鵝湖的空地水立體化、全天候和無(wú)死角安排防控。天鵝湖綜合安全防控系統(tǒng)可以與其他安全管理和應(yīng)急系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的聯(lián)動(dòng)。

　　智能安防水面機(jī)器人是攜帶紅外熱成像儀和可見(jiàn)光攝像機(jī)等安防監(jiān)控裝置，在工作區(qū)域水面進(jìn)行安防巡視監(jiān)控并將畫(huà)面和數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)端監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行應(yīng)急處置的智能機(jī)器人。該產(chǎn)品2016年7月榮獲合肥市首創(chuàng)產(chǎn)品認(rèn)證;同年11月通過(guò)安徽省新產(chǎn)品鑒定，經(jīng)評(píng)審專家組一致鑒定，該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

智能安防水面機(jī)器人在天鵝湖巡邏

　　應(yīng)用拓展

　　無(wú)人智能巡邏艇在天鵝湖的成功應(yīng)用得到了合肥市多個(gè)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)的重視和推薦，2017年7月3日的列裝和天鵝湖首巡將會(huì)是該產(chǎn)品推廣應(yīng)用的良好開(kāi)端，該產(chǎn)品將進(jìn)一步應(yīng)用到巢湖、河道湖泊、水庫(kù)、江河湖海、水上航道、景區(qū)水域等區(qū)域的安全防范與巡邏。