無(wú)人駕駛助推安全航運(yùn)

智能感知系統(tǒng)能夠幫助船員更好地了解周邊的環(huán)境，進(jìn)一步提高在航船舶的安全性。

羅·羅IAS系統(tǒng)可精確顯示其他船舶、物體的位置及其與所在船舶的距離

當(dāng)前，傳感技術(shù)正越來(lái)越多地改變著船員對(duì)周邊工作環(huán)境的感知方式。無(wú)疑，這一技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將有望提高在航船舶的安全性，同時(shí)也將引發(fā)業(yè)界關(guān)于船舶無(wú)人駕駛的討論——至少，在技術(shù)層面，船舶無(wú)人駕駛是完全可行的。

在海事業(yè)，羅爾斯·羅伊斯一直以無(wú)人駕駛技術(shù)創(chuàng)新而著稱。這家企業(yè)的“高級(jí)無(wú)人駕駛船舶應(yīng)用開發(fā)計(jì)劃”（AAWA），就旨在于2020年實(shí)現(xiàn)船舶遙控與無(wú)人駕駛技術(shù)的商用化，并將相應(yīng)的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

去年，羅·羅就向挪威最大渡船運(yùn)營(yíng)商Fjord1公司交付了一型船舶自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)為單純由電池提供能源的渡船配套，其最大特點(diǎn)是可使船舶在航行至交叉航道時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

在此基礎(chǔ)上，羅·羅與芬蘭Finferries公司合作，在后者65米艏艉同型渡船“斯黛拉” 號(hào)（Stella）上，對(duì)其技術(shù)進(jìn)行了為期6個(gè)月的測(cè)試，并將推出其首套適用于任何船型的智能感知系統(tǒng)（IAS）。

羅·羅的IAS類似于咨詢系統(tǒng)，能夠幫助船員更好地了解周邊的環(huán)境，尤其能幫助船舶提高安全性，如靠泊繁忙的上海港的豪華郵輪，或在大霧的休斯敦航道中航行的船舶。

這意味著，羅·羅這一基于船舶傳感技術(shù)的IAS不僅能基于自身感知的信息，對(duì)船員進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警；還能使船員以獨(dú)特的鳥瞰視角觀察周邊環(huán)境，從而給靠泊帶來(lái)極大的便利。為此，羅·羅目前還正致力于研發(fā)一型自動(dòng)靠泊系統(tǒng)。

羅·羅遙控及無(wú)人駕駛業(yè)務(wù)總經(jīng)理伊羅·林德伯格（Iiro Lindborg）介紹，其IAS集成了多種類型的傳感器，如高分辨率攝像機(jī)、夜視儀、雷達(dá)、激光雷達(dá)（LIDAR）和岸基船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS），并可使用上述設(shè)備數(shù)據(jù)的有效整合。此外，該系統(tǒng)還具有霧角檢測(cè)方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，能夠基于聲學(xué)信息來(lái)測(cè)定兩艘船舶之間的距離。

羅·羅表示，通過(guò)整合自身多種傳感器的數(shù)據(jù)，其IAS能使船員擁有“多重視覺(jué)”：既能看到激光雷達(dá)提供的3D地圖，也能看到雷達(dá)顯示的海床地形。

激光雷達(dá)技術(shù)已應(yīng)用于首輛無(wú)人駕駛汽車，目前正向船舶無(wú)人駕駛領(lǐng)域延伸。該技術(shù)可為船舶打造基于全球定位系統(tǒng)（GPS）數(shù)據(jù)的三維（3D）地圖，用于提示航行時(shí)人眼不易察覺(jué)的異常情況。

伊羅·林德伯格表示，激光雷達(dá)是IAS中一個(gè)特別有用的設(shè)備，其在大霧中的感知能力是人眼的4倍。該設(shè)備基于點(diǎn)云（point cloud）數(shù)據(jù)，通過(guò)傳感器發(fā)射激光束至目標(biāo)物體，再接收反射回來(lái)的激光，進(jìn)而基于光速來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量距離。羅·羅稱，其IAS可發(fā)射約30萬(wàn)個(gè)激光束，以形成船舶周邊環(huán)境的三維地圖，從而為駕控臺(tái)上的船員提供參考。

羅·羅IAS對(duì)船舶周邊環(huán)境或物體的分析、呈現(xiàn)，也就是其“大腦”的工作模式，是非常創(chuàng)新的。該系統(tǒng)采用了基于人工智能（AI）技術(shù)的目標(biāo)物分類解決方案，即利用可以獨(dú)立跟蹤目標(biāo)物的船載攝像機(jī)，對(duì)接近自身的船舶或物體進(jìn)行觀察、分類，隨后可確定相應(yīng)的航行方案，如航速應(yīng)為多少，或是否需要停船。

此外，IAS還會(huì)為船上攝像頭捕捉到的圖像制定“標(biāo)簽”。其原理是，對(duì)圖像進(jìn)行處理，“勾勒”出不同物體的輪廓，進(jìn)而“教會(huì)”AI系統(tǒng)識(shí)別相關(guān)特征，有能力區(qū)分出不同物體。到目前為止，羅·羅的數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)積累了200萬(wàn)張有“標(biāo)簽”的圖片，使得該系統(tǒng)可識(shí)別包括燈塔在內(nèi)的100種物體。

羅·羅設(shè)計(jì)的無(wú)人駕駛船舶效果圖

船舶無(wú)人駕駛系統(tǒng)無(wú)疑潛力巨大，且隨著AI技術(shù)可利用數(shù)據(jù)的不斷增加，其性能還有望進(jìn)一步提高。目前羅·羅IAS的基本性能是監(jiān)測(cè)一艘船舶，并確定其是否正在移動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，該公司還將繼續(xù)研發(fā)，使其具有更多的功能。

伊羅·林德伯格強(qiáng)調(diào)，盡管IAS將為航運(yùn)業(yè)打造“無(wú)人化”未來(lái)，但其AAWA計(jì)劃的本質(zhì)是為船員提供幫助。這意味著，該系統(tǒng)旨在更好地利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)，而不是產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)。因此，船舶若采用IAS，則除了激光雷達(dá)及攝像頭，并不會(huì)安裝太多的額外設(shè)備。

提及無(wú)人駕駛的成本，伊羅·林德伯格表示，每艘船的解決方案均不相同，該公司將與船東攜手開發(fā)適用于某艘船舶的產(chǎn)品。這也意味著，其IAS是根據(jù)船東需求而“量身定做”的，將有多個(gè)版本，因而價(jià)格各異。在為一艘船舶定制該系統(tǒng)的過(guò)程中，其技術(shù)人員首先要對(duì)該船現(xiàn)有狀況進(jìn)行評(píng)估，并了解其有哪些性能要改進(jìn)，最終明確解決方案。

最初對(duì)羅·羅IAS表現(xiàn)出興趣的是豪華郵輪船東。不過(guò)，其他船型如貨船的船東，也開始就這一系統(tǒng)與該公司進(jìn)行交流。伊羅·林德伯格稱，其IAS的研發(fā)工作將致力于滿足不同船型的需求。 （劉穎 譯）