移动式近海水面自动监测机器人是一个集多参数水质分析仪（可监测水温、溶解氧、pH、电导率、蓝绿藻、叶绿素等因子）等多种高精度传感设备和全自动水质采样模块，以及自动导航控制等软件、硬件为一体的平台系统，广泛应用于近海港口测绘、水质采样监测、溢油监测治理等多个应用领域。

2、移动式水面机器人船体与结构特点

（1）船体材质——新型材料、超轻超固

◆  船体采用新型装甲防弹复合材料，自有成型技术重量轻，强度高。

◆  内部采用闭孔泡沫填充，可有效防沉。

• 无磁性、绝缘，微波穿透性好，不影响内部天线通信。
• 表面使用纳米级防污耐磨材料，耐腐蚀，防生物附着，维护简单。

（2）重量优势：

• 船体轻盈，搬运更方便。
• 节省能源、提高航速、延长工作时间。
• 同等载重时体积更小。

（3）结构优势——小船体、大容量

◆  优化的船体空间设计，更大的排水量；

• 在小型船体上可以发挥其强度、重量、易成型等优势。
• 可设计性好，可按照船舶结构、形状及各部分的要求，通过选材，铺层，定向优化。
• 生产船壳整体性好，无接缝和缝隙，结构严密，密封性好，防止渗透。成品强度高、寿命长。
• 具有单体船、双体船、三体船及双M型多体船等多种新型设计样式可选，航行更平稳，抗风浪等级高、航行姿态好。
• 便携式结构设计，船身体积小巧，可以轻松放置在车辆的后备箱中，便于携带。
• 具备船型定制能力，可结合用户实际使用场景或需求来定做特定船型（如船的尺寸/颜色/外形、载重能力、抗风浪能力、业务单元固定支架等。
• 采用涵道式推进器，与船底齐平，可浅水投放，具有防水草缠绕设计。安全可靠性高、易于安装维护及便于整船携带。

例：Cowis C180水面机器人的涵道式推进器与船体的一体化设计图

3、无人船系统通讯模式特点

• 支持自主建设通讯基站，结合具体应用场景合理设计。
• 支持4G通讯网络、8G高速无线网桥、信号中继器等多种通讯模式。
• 多种通讯链路保障灵活性，可接入云端应用，可实现多设备总览视图。
• 优秀的链路协议设计，保障极低速网络条件下（比如GPRS/2G网络）仍能稳定传输位置和控制信息。
• 根据通信距离订制通信方案，在4G网络覆盖的地方，传输距离不受限制；
• 带宽高，网速快，视频传输稳定不卡顿，画面基本无延时。

4、水面机器人系统自主导航和避障特点

• 自主研发的无人船导航系统，可任意设置航行路线，自主导航和任务规划。
• 精准超声波避障系统，10米有效避障。实现水上机器人后退式前进，再也不用为了调整船头方向而大费周章。复杂水面，自动调整航线，自动绕开航线上的障碍物，无须人工干预，实现水面畅通无阻。
• 定位精度达至厘米级，航行准确，快速锁定作业目标。
• 支持GPS和北斗导航系统，支持多模GNSS模块 。

图2 任务规划与自动导航操作示意图

5、水面机器人系统远程控制特点

• 搭载视频图传模块，远程操作。
• 用户足不出户，即可遥控千里之外的船只。
• 超视距远程驾驶和现场手持遥控器进行配合，和地面站间可双模式切换操作，简单易学。

图3 双模式操控

6、软件操作平台特点

• 无人船系统操作平台紧密结合行业应用需求和特点，采用基于地理信息系统GIS构建，平台操作界面创新的采用模块化应用程序。
• 操纵平台还兼容Android、iOS等智能手机操作系统，开发基于移动终端的深度应用。可通过智能平板电脑实时完成对无人船的控制、视频监控和水面垃圾的清理等作业，便于使用人员进行可视化及便捷操作。

7、 系统架构设计

系统总体架构图如下：