韩朝+山钦

【摘 要】ROV指的是无人遥控潜水器，是目前用于水下观察、检查和施工的水下机器人。本文对国内外ROV的研发现状与发展趋势进行探析，概括了目前水下机器人的基本系统构成以及主要特征，从一定时间内对ROV的发展概况进行探索，并分析了ROV在未来的发展趋势。本文还对ROV通信系统的重要模块——通信节点的基本概念以及运作方式和通信方式记性概述，对于后续使用及学习ROV通信系统方面具有较高的参考价值。

【关键词】ROV；研发现状；发展趋势

一、当前ROV的系统组成与基本特点

ROV自身具有较高的经济性，且灵活性也较强，对各类作业环境能够有效适应，其自身具备诸多优点使得目前国内外加强了对其的研究。目前在海洋资源开发或是水下工程调查等方面得到了广泛应用[1]。

ROV从系统内部结构上可以将其分为水下潜航实体和水面控制指挥系统。水面控制系统主要是ROV作为进行各项作业活动的主要控制器，其自身具备操控系统、定位跟踪系统、通信系统等。其中脐带电缆是重要的系统装置，能够为水下机器人提供充足的动力和活动电源，此外还能进行信息与活动状态的传递，使得信号之间能够有效传递。当水下机器人活动产生问题之后，能够将ROV迅速拉出水面。水下潜航实体主要由动力推进、实时通讯、定位导航、执行系统等部分构成。ROV借助脐带电缆能够获取自身各项活动所需要的电源，具备充足的动力，不受到能源的限制，使得机器人自身还能搭载更多的设备仪器。操作者在水面之上进行操控作业，保障了人员自身的安全性。通过信息交流传输能够掌握大量数据，有助于提高人员的决策分析能力。此外ROV自身没有设定的电池舱位，自身综合技术以及实际造价成本较低，所以目前得到广泛应用。

二、国内外ROV的研发现状分析

ROV是现今世界上最早开发和实际应用的无人潜水器，根据相关资料记录，最早研制ROV是在20世纪的60年代。在1960年由美国研制出世界上最早的一台ROV。后来由于ROV自身的突出功能得到世界广泛重视。随着后来社会的进步以及科学技术不断提升，ROV的实际研发进程不断加快，开始以产业化的形式全面发展。经过一段时间的发展，ROV已经是目前世界工业体系的一个组成部分，世界有超过400家厂商进行ROV的生产研制，提供与ROV相关零部件制作等服务。目前ROV的研发技术还是以国外发达国家为首，美国研发的MAX Rover是世界全电力驱动ROV，前进速度达到3knots，横向与垂向的推力分别为39kg和34kg，在一般水流中都能发挥出高效的性能优势。日本相关研究中心所研发的“海溝号”是世界上潜水深度最大的ROV，其机器人可以自身携带声呐和摄像机等，能够对各类海底图像进行摄像，并且完成相关的取样活动[2]。

世界上相关研究基地对ROV的研发还在发展过程中，对海洋资源以及油气矿物资源的数据采集和研究等方面得到了全面应用，是目前采用最多也是经济效益最佳的潜水器。我国从事ROV研发主要是从20世纪70年代开始的，与发达国家之间相比具有一定的差距，我国研发的“海人一号”能够在不同的水下环境展开连续性作业，并且对各类生物能够进行采集取样，完善切割等活动。此后我国在“海人一号”的基础之上加强研究力度，先后研制了不同类别的ROV。随着“8A4ROV”试验成功，使得我国在ROV研究领域又跨入了全新的发展阶段。

但是ROV自身探测能力、制作工艺水平以及导航定位技术与国外发达国家之间仍旧存在着一定的差距，使得国产ROV的种类受到限制。但是我国很少引进国外的ROV，因为不仅自身造价较高，还需要相关配套服务来保障ROV的有效运行，最关键的是国外的ROV不能有效适应我国大范围海区有效使用，自身抗干扰能力以及灵活机动性受到限制。

三、NODE在Schilling ROV中的应用概述

目前Perry、SMD、Schilling这三大ROV设计生产商所研发的ROV是世界上运用最多的ROV，在设计和实际使用上都各有优势，SMD所研发的ROV是建立在QNX操作平台基础之上的，通过不同的通讯模块来对ROV进行操作控制。Perry是通过HMI电脑对ROV进行信号识别分析。在具体软件控制过程中，使用者能够对系统进行配置更好以及维护更新。SMD和Perry生产研发的ROV在硬件使用过程中在水面上通过计算机进行控制，水下通过电子舱辅助接线箱进行数据的收集和分析。Schilling ROV则是通过模块化的有效设计，不仅对电脑系统进行控制，还通过通信节点展开数据的分析和收集，并进行有效的识别处理。

ROV目前在进行水下作业时，需要通过NODE通信连接，才能更好地促进各个系统之间的连接。ROV每个控制系统都只有唯一一个IP地址，能够对通信系统中的身份展开有效识别。如果因为各类问题需要更改通信节点，需要借助相应的软件来拟定全新的通信节点序位，当序位被有效确定之后便不能进行更改。NODE自身带有监视器和传感器，当出现问题时便能及时进行报警，在系统位置上能够进行标识。NODE上面安装了不同的保护装置，使得ROV水下工作能够建立一个安全的环境。此外NODE系统中大多数电子元件自身性能稳定性较强，后期维护也具有较大便利。此外系统自身模块化和可视性较高，便于技术人员进行维修处理。

四、未来ROV的发展趋势探析

ROV自身具有经济、安全、高效等诸多特性，在世界范围内得到广泛应用。随着市场需求的不断扩大，当前加强ROV的研发力度，提供综合性能更优秀的ROV是市场发展必要趋势。未来ROV的发展主要体现在以下几个方面。随着世界科学技术的不断提升，加上导航定位系统以及通信技术的发展完善，使得未来ROV自身作业能力更强，更便于人工控制操作。经过长时间的研发设计，目前ROV技术已经趋向于成熟，未来ROV的发展主要是为了更好地提升ROV的观察探测能力以及顶流抗干扰能力，对更多的数据进行分析处理，从而增强自身的实用性。为了使得ROV的应用范围不断扩大，需要向低成本以及自动化等方向发展，ROV实际体积变小，更类综合技术有机结合，提高性能的同时降低成本。当今世界海洋资源丰富，但是大多海洋深度都在6000m以上，所以ROV研发还会朝着更大的作业深度发展。

五、结语

总而言之，随着海洋资源被不断开发利用以及ROV研发技术的成熟，未来ROV会在提升功能的基础上增强实用性，提高自身适应能力的同时扩大应用范围。随着技术的不断发展，ROV还将在水下建设工程、军事国防建设等领域展示出更大的作用。

参考文献：

[1]许竞克，王佑君，侯宝科等.ROV的研发现状及发展趋势[J].四川兵工学报，2011.

[2]刘健奕，徐晓丽，赵俊杰等.水下作业利器 未来前景可期——ROV国内外现状及发展趋势研究[J].船舶物资与市场，2015.endprint