高科技船舶可自主绘制海底和海岸线3D地图

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在经常航行的水道上，船舶运营商和地方当局必须拥有海底和海岸线特征的地图。 新改造的自主船只很快就会使此类地图的创建变得比以往任何时候都更加容易。目前的情况是，在专门装备的船上工作的训练有素的技术人员必须手动绘制港口、湖泊和河流的底部和沿海地形图。

                               
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由此产生的地图有助于防止船只搁浅，此外，它们还可以深入了解各种水下和海岸线特征随时间变化的方式。 出于这些原因，定期更新地图非常重要——更新得越频繁越好。

为了帮助实现这一目标，德国弗劳恩霍夫光电、系统技术和图像开发研究所的科学家们对现有的商用无人水面舰艇 (USV) 进行了重大改造，使其能够独立完成水道的实际测绘。

用户首先需要在控制船舶的软件上指定要绘制地图的地理区域。 然后，该软件计算出覆盖该区域的地面路线，USV 继续自动遵循该路线。 它由 GPS、加速度计和称为多普勒速度计程仪的传感器沿着该路线引导，多普勒速度计程仪利用向下投射的声脉冲来估计相对于海底（或湖泊或河流）底部的速度。

                               
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通过结合相机和激光扫描仪生成的河岸结构 3D 重建，以及从船舶 Fraunhofer IOSB 角度拍摄的河岸同一部分的照片

该船还利用多波束声纳系统来创建底部的三维地图，同时使用水上激光和摄像机来绘制海岸线的 3D 地图。 激光和摄像机还用于发现和避开表面障碍物，例如其他船只，这些障碍物不会包含在最终地图中。操作原型的成功测试已经在几个不同的湖泊进行。

                               
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“目前，手动调查仅每隔一两年进行一次，提供的结果远不如我们的综合 3D 模型准确，因此无法最佳地捕捉水道状况，”弗劳恩霍夫协会的 Janko Petereit 博士说。 “我们的半自动导航系统为当前的测量方法提供了一种经济高效的替代方案。”