A Survey of Missions for Unmanned Undersea Vehicles pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Button, Robert W./ Kamp, John/ Curtin, Thomas B./ Dryden, James

出品人:

页数:189

译者:

出版时间:2009-6

价格:$ 67.24

装帧:

isbn号码:9780833046888

丛书系列:

图书标签:

• Unmanned Undersea Vehicles
• Underwater Robotics
• Marine Robotics
• Autonomous Underwater Vehicles
• AUV
• Mission Planning
• Surveying
• Oceanography
• Remote Sensing
• Underwater Technology

深海探秘：无声的潜行者 本书将带领读者一同走进那个神秘而广袤的未知领域——无垠的海洋深处。自古以来，人类就对海洋充满了好奇与敬畏，那里孕育着无数生命，隐藏着沉睡的宝藏，更掌握着地球气候的脉搏。然而，人类自身的身躯在强大的水压与漆黑的环境中显得如此脆弱。正是在这样的背景下，一系列革命性的技术应运而生，它们能够代替人类，以更顽强的生命力、更敏锐的感知能力，去触碰那遥不可及的深蓝。本书将聚焦于这些被誉为“无声潜行者”的无人潜航器（Unmanned Undersea Vehicles, UUVs），探寻它们如何突破生理的界限，成为我们探索海洋的得力助手。 一、 无人潜航器的起源与发展：从梦想的种子到现实的力量 UUVs 的概念并非一蹴而就。其发展历程可以追溯到冷战时期，当时各国出于军事侦察、反潜作战以及水下目标搜寻的需要，开始研发能够自主或远程控制的水下航行器。早期的 UUVs 结构相对简单，功能也较为有限，更多地依赖于脐带缆进行通信和控制，这极大地限制了它们的活动范围和作业深度。然而，正是这些早期尝试，为后续的技术突破奠定了基础。 随着微电子技术、传感器技术、人工智能以及材料科学的飞速发展，UUVs 的性能得到了质的飞跃。从简单的遥控潜水器（ROVs）到能够执行复杂任务的自主水下航行器（AUVs），再到近期兴起的混合动力和仿生潜航器，UUVs 的种类日渐丰富，能力也愈发强大。它们的体积从袖珍型到大型母舰级，功能也从单一的数据采集扩展到复杂的水下作业，如管道检测、海底地形测绘、海洋生物观测、沉船搜寻、水下结构物维护，乃至科学实验和资源勘探。 本書將深入剖析 UUVs 的演進脈絡，從早期的機械設計、動力系統，到現代複雜的導航、通信、感知與決策系統，揭示科技進步如何推動這些水下機器人不斷突破極限，進入更深、更遠、更具挑戰性的海洋環境。我們將回顧那些關鍵的技術里程碑，以及催生這些里程碑的時代背景和科學需求，讓讀者深刻理解 UUVs 並非憑空出現，而是人類探索海洋需求的必然產物。 二、 核心技术揭秘：驱动无声潜行者的关键要素 要让一个机器人在严酷的海底环境中稳定可靠地工作，需要集成一系列尖端技术。本书将为读者逐一揭示 UUVs 的核心技术构成，并深入探讨它们的原理和应用。 导航与定位系统： 在 GPS 信号无法穿透的水下，精确的导航与定位是 UUVs 正常工作的生命线。本书将详细介绍惯性导航系统（INS）、多普勒测速仪（DVL）、聲學定位系統（包括超短基線 USBL 和長基線 LBL）、以及水下視覺里程計（VSLAM）等技術。讀者將了解這些系統如何協同工作，為 UUVs 提供實時、精確的位置信息，確保其能夠按照預定路徑執行任務，避免碰撞，並準確返回。 通信系统： 水下通信是 UUVs 面臨的另一大挑戰。無線電波在水中衰減嚴重，而聲波雖然傳播較遠，但帶寬有限且易受干擾。本書將探討 UUVs 常用的通信方式，包括聲學通信、光學通信（在近距離和清水環境下），以及通過水面無人機或衛星進行的數據中繼。我們將分析不同通信方式的優缺點，以及如何在複雜的水下環境中實現穩定可靠的數據傳輸。 感知与探测系统： UUVs 的“眼睛”和“耳朵”是它們完成任務的關鍵。本書將深入介紹各種水下傳感器，包括聲納系統（成像聲納、側掃聲納、前視聲納）、光學攝像頭、激光掃描儀、多波束測深儀、以及用於測量水溫、鹽度、葉綠素濃度等海洋參數的傳感器。讀者將了解這些傳感器如何幫助 UUVs 構建周圍環境的地圖、識別目標、以及採集科學數據。 动力与推进系统： UUVs 的續航能力和機動性很大程度上取決於其動力與推進系統。本書將介紹不同類型的動力源，如電池（鋰離子電池、燃料電池）、內燃機（適用於部分大型 UUVs），以及未來可能發展的核動力。同時，我們將探討各種推進方式，包括傳統的螺旋槳、涵道式推進器、矢量推進器，以及受生物啟發的仿生推進系統，分析它們在不同應用場景下的適用性。 自主控制与决策系统： 隨著 UUVs 任務複雜度的增加，自主性變得越來越重要。本書將探討 UUVs 的自主控制技術，包括路徑規劃、避障算法、目標識別與跟蹤、以及故障診斷與恢復。我們將介紹人工智能和機器學習在 UUVs 決策中的應用，讓讀者了解這些水下機器人如何從環境中學習，並在複雜情況下做出智能決策。 三、 多元化的應用領域：無聲潛行者的廣闊舞台 UUVs 的應用已經滲透到海洋科學、工程、資源開發、安全保障等諸多領域，它們正在以前所未有的方式改變我們對海洋的認識和利用。 海洋科學研究： UUVs 是海洋科學家探索未知世界的得力工具。它們可以抵達人類無法到達的深海區域，進行海底地形測繪、地質勘探、洋流觀測、以及對深海生物進行無干擾的記錄和採樣。例如，AUVs 可以搭載各種傳感器，對大面積海域進行系統性調查，獲取寶貴的氣候變化、海洋生態和海底資源數據。本書將列舉一系列標誌性的海洋科學考察案例，展示 UUVs 在推動我們理解地球系統方面所扮演的關鍵角色。 海底資源勘探与开发： 隨著陸地資源的日益枯竭，海洋資源的重要性愈發凸顯。UUVs 在石油、天然氣、礦產資源的勘探和開發中發揮著至關重要的作用。它們能夠對海底進行高分辨率的測繪，識別潛在的礦藏和油氣儲層，並在水下進行檢測、維護和作業，例如對海底管道、鑽井平台進行檢查和維修。本書將討論 UUVs 在降低勘探成本、提高作業安全性和效率方面的貢獻。 水下基础设施的监测与维护： 現代社會越來越依賴於海底鋪設的各種基礎設施，如通信電纜、能源管道、以及海上風力發電場的基礎結構。UUVs 能夠對這些設施進行定期的檢查和維護，及時發現潛在的損壞和隱患，防止發生重大事故。本書將探討 UUVs 在保障這些關鍵基礎設施安全運行方面的應用。 环境监测与保护： 海洋污染、生态退化等問題日益嚴重，UUVs 為我們提供了監測和評估這些問題的有效手段。它們可以採集水樣、監測污染物濃度、評估海洋生物棲息地的狀況，並協助執行海洋保護區的管理任務。本書將強調 UUVs 在應對氣候變化、保護海洋生物多樣性方面的重要作用。 安全与国防应用： UUVs 在軍事領域的應用早已不是秘密。從水雷探測、掃雷，到潛艇偵察、反潛作戰，再到水下偵察、情報收集，UUVs 正在改變現代海戰的形態。本書將適當探討 UUVs 在國防安全領域的潛在應用，以及它們如何為維護國家海洋權益提供支持。 四、 面臨的挑戰与未来展望：通往更深邃的蓝色未来 尽管 UUVs 的技术已经取得了长足的进步，但它们在广阔的海洋中探索的征途仍充满了挑战。 能源续航： 尽管电池技术不断进步，但长时间、远距离的水下作业对能量的需求依然巨大。如何提高 UUVs 的能源效率、开发更高效的能源储存和供给方式，是未来研究的重点。 水下通信的突破： 高帶寬、低延遲的水下通信仍然是技術瓶頸。開發能夠在更遠距離、更複雜環境下傳輸更多數據的新型通信技術，將極大地拓展 UUVs 的應用範圍。 智能化水平的提升： 儘管自主性有所提高，但 UUVs 在面對突發情況、複雜決策時，仍有很大的提升空間。進一步發展人工智能、深度學習等技術，讓 UUVs 具備更強的自主學習、適應和決策能力，是未來的發展方向。 成本與可及性： 高昂的研發和製造成本限制了 UUVs 的普及。如何通過技術創新和規模化生產，降低 UUVs 的製造成本，使其能夠被更廣泛的應用，也是一個重要的課題。 环境适应性与可靠性： 海洋环境复杂多变，強大的水壓、腐蝕性海水、以及可能遇到的複雜地質條件，都對 UUVs 的結構設計和材料選擇提出了極高的要求。提高 UUVs 在極端環境下的穩定性和可靠性，是確保任務成功的關鍵。 展望未来，UUVs 的发展将更加注重智能化、集群化和仿生化。我们可能会看到更多能够协同工作的 UUVs 群体，它们能够像鱼群一样，共同完成复杂的探测和作业任务。仿生 UUVs，模仿海洋生物的運動方式和感知機制，將能在更狹窄的空間內活動，並對環境有更精準的感知。 本書的最後，我們將引領讀者暢想 UUVs 在未來海洋探索中的無限可能。從揭示深海生命奧秘，到開發潛在的海洋能源，再到應對氣候變化、守護海洋生態，無聲的潛行者將持續開啟人類探索藍色星球的新篇章。它們是我們通往更深邃、更廣闊海洋世界的眼睛、耳朵和雙手，是我們理解並與之和諧共處的關鍵。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆