Xsens高性能惯性导航模块MTi-G-710助力荷兰Captain AI公司实现无人驾驶船舶

2020-05-13 Xsens

在人类历史上,出现过不少敢于冒险的著名航海家,如马可·波罗、哥伦布、达·伽马、欧内斯特·沙克尔顿等,他们的故事脍炙人口,世代相传。


到了21世纪,航海家的故事或许将成为历史,为什么?


因为航海领域将迎来一场新的技术变革,XSENS联手荷兰新锐公司Captain AI,期待为行业揭开新的篇章。Captain AI正在开发的技术将实现船舶自动驾驶,即船只无需人工掌舵即可在港口间自主航行,而Xsens强大的惯性传感器模块为此提供了必不可少的重要支持。


人工智能无人船,一切皆有可能

我们知道,飞机飞行长期受益于自动导航和控制技术。正因为自动驾驶系统的存在,现代商用飞机在正常情况下不需飞行员协助仍可自主跨越洲际飞行。


然而,在水上自动导航比在空中更具挑战性。例如,在2D水面上彼此靠近的多只船,与在3D空域中相距甚远的飞机相比,避免碰撞要困难得多。海上导航需要考虑诸如波高、洋流、风向、船发动机功率等多个物理变量,所有这些因素都会影响船舵控制船舶位置的能力。


所以说,如果有发明家能够成功开发出船舶自动驾驶系统,将获得巨大的关注。采用人工智能(AI)的软件系统拥有如下特性:

  • 随时可用,无需休息、登岸假或医疗休假

  • 不会因疲倦或注意力不集中而犯错

  • 可以立即处理不同量级的输入,并实时优化导航决策


而这些特点恰恰是真人船长难以实现的。


所以理论上,自动驾驶船舶不仅能以更低的成本和更可靠的方式运行,而且具备过人的导航性能。




为海运创新开辟一条新水路

在开发第一个通用船舶自动驾驶系统的竞赛中,Captain AI走在了前面。该公司的总部位于荷兰主要港口和第二大城市——鹿特丹,他们正在这里潜心开发原型系统。Captain AI的系统使用复杂的AI技术融合和解析多种输入和数据源,包括:

  • 数字海上地图及相关图表

  • 来自摄像机、运动跟踪模块、卫星定位接收机、雷达等的船用数据

  • 来自周围船只的位置数据和其他信号


Captain AI公司发展迅速,他们的系统已经在与鹿特丹港合作的项目中得到了测试:Captain AI技术在没有任何人工干预下,顺利驾驶了鹿特丹港RPA3巡逻艇在两个停系泊处之间的预绘航线上航行。公司的下一步将增加系统的功能,从而实时应对多变的海洋状况,进一步扩展系统的范围。



RPA巡逻艇配备的关键组件是Xsens高性能的惯性导航模块MTi-G-710。模块借助Xsens独特的传感器融合软件,通过内置的加速度计、陀螺仪、磁力计和卫星定位接收机进行测量,从而提供准确、一致且实时的姿态、航向、位置、速度和加速度输出。


Captain AI公司的首席执行官Vincent Wegener表示:“为了使我们的系统准确控制船舵,我们需要准确的姿态和航向信息。我们的系统能以仅0.36°的增量来调整巡逻艇方向。RPA的例子很好表明了Xsens模块的关键作用。它所提供的姿态和航向信息符合我们需要的准确性和精确度。它还足够坚实,能够在恶劣的海上环境中可靠地运行。”



助工程师一臂之力

虽然Captain AI公司的开发工程团队拥有擅长机器学习和AI的技术人才,但是运动跟踪并不是这些工程师的强项所在。


而这正是Xsens带来价值的地方。首先,Xsens提供与MTi模块配套的软件套装MT Software Suite,其不仅直观、功能多样,而且易于初学者使用。来自Captain AI公司的Wegener还说:“虽然我们不是惯性测量单元(IMU)技术方面的专家,但是MT Software Suite让一切清楚易懂,我们被这样的软件套装所惊艳。”


当Captain AI需要技术支持时,Xsens的工程师总会及时给予帮助。例如,Xsens团队向Captain AI展示了如何执行准确的船上校准,以消除金属船体电磁干扰所带来的影响。


现在,有了Xsens惯性传感器模块提供的航向、速度和位置数据,Captain AI得以加快其海上试验的步伐,着手开发不仅可以在港口内甚至能在公海上驾驶船舶的软件,而无需船长或船员亲自掌舵。



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