專訪“潛龍二號”控制軟體負責人徐春暉：航向精度能達1度

 

大洋40航次上徐春暉在專注工作（攝影 舒珺）

避碰控制系統大膽創新

為應對水下複雜的地形地貌，“潛龍二號”大膽創新，在國內首次採用前視聲吶作為避碰控制設備，這是一種成像聲吶，即把數據採集進來後，通過圖像處理方式來識別障礙和周圍環境，結合避碰策略，下達緊急轉向、緊急變深或變高以及跟蹤策略，在解除危機後，會通過線上路徑規劃引導潛器回到正確的軌跡上，使其繼續正常的執行任務。

據徐春暉介紹，之前在湖試的時候對潛器的避碰演算法進行過考核，在複雜地形上航行時能夠保證自身安全的情況下，達到拍攝水下圖像的目的。

隨著跟海洋科學家們的溝通，徐春暉和他的同事對避碰系統也有了更為深入的認識。以前做避碰時，一旦遇到障礙會讓潛器在水準方向上繞行，但是針對這臺“潛龍二號”AUV，因為它以勘查為目的，所以會在垂直方向上爭取先能達到繞開障礙的目的，從這一點上能夠感受到徐春暉認識的創新和轉變。

對於即將奔赴的西南印度洋熱液硫化物區，也將要對潛器的這個功能進行測試、考核，因為潛器首次進入該區域，面對複雜的地形，系統功能的發揮會面臨很大挑戰，徐春暉告訴記者：“最大的困難是避碰，我們的潛器是近底航行，相當於飛機的超低空飛行，避碰的目的就是確保潛器的安全，對潛器的避碰決策、航行機動性以及故障檢測與處理都有很大考驗，希望這次出海潛器在安全的前提下把任務完成好。”

故障檢測劃分優先級 潛龍二號“突發生病”仍能堅持完成任務

AUV整合了大量的感測器和執行機構，每個設備都有自己的數據狀態和通訊系統，潛器會對它們進行週期性巡檢，按照問題的緊急程度劃分優先級。“還是以去超市為例，在去超市的過程中，不小心把腳崴了，如果不是很嚴重，並且要買的東西對我還很重要，那就可能繼續把購物完成。針對潛器來説，如果某些設備發生了故障，但不影響計劃，而且還能繼續執行任務，就會繼續完成它的工作。但如果一些故障比較嚴重，比如去超市的途中發現錢包忘帶了，直接導致採購計劃泡湯，那就沒法繼續進行，換言之，潛器在做近底微地貌探測時，假如聲學微地貌感測器壞了，那這個任務可能沒法進行，就只能把潛器回收回來”徐春暉以超市為例形象的給記者描述了故障檢測系統的工作狀況。

在早期實驗的時候，一般來説只要出現故障的話，為了保險就讓潛器停止水下工作，先把故障解決掉，但如果要是在實際探測任務中出現一點無關緊要的故障，則能讓它帶病工作，就儘量先把勘查工作任務完成，回來後再解決問題。

在控制軟體的設計開發中離不開一個“秘密武器”——半物理倣真平臺，他相當於一個模擬器，改正的功能會在模擬器上進行驗證，如果功能完全正確才會在實航中把它下載到潛器上，讓它執行任務。徐春暉通過手勢給記者形容道：“這模擬器像飛行員使用飛行模擬器一樣，是自動駕駛平臺，我們給它提供了虛擬的海洋環境和虛擬的感測器，然後用一台與潛器上完全一樣的自動駕駛單元，讓程式在這上面運作。”

此外，“潛龍二號”的四個舵板和推進器是可以回轉的，這樣潛器操控起來余度非常大，因此徐春暉告訴記者，在執行不同任務時，會用不同推力分配的原則，這樣即便某些推進機構發生故障，演算法也會根據這種冗余設計自動適應，可以很好的完成任務。

“希望潛器能安全可靠，在平安的基礎上把調查任務完成的越多越好！”徐春暉笑著向記者坦露內心對“潛龍二號”的期盼和希望。

“潛器的工作狀態決定我們的工作、生活和時間。”作為先後參加五次海試的“硬漢”徐春暉坦言，在海上的時間很長，曾全程參與了6000米級AUV“潛龍一號”的所有試驗，包括大洋29航次、大洋32航次的科考，也參加了去年“潛龍二號”的南海海試。在分享以往難忘的經歷時，他告訴記者：“當初做潛龍一號時遇到過不少困難，經常是把潛器準備好了投放水裏，沒過半小時就因為故障上來了。我們在海上都是高濕高熱的氣候，有時剛想衝個澡，潛器就上來需要馬上排查故障，這時候，潛器的工作狀態決定了我們的工作、生活和時間。”

工作之餘徐春暉與同事會一起放鬆一下，但是實施海上作業時就會非常忙，常常24小時連軸轉，如果不是下水作業也都是在做技術準備，包括潛器的故障排查，海上的工作效率要求高，時間也非常寶貴，“我們一起去做試驗的同事都是同吃同住，有時候大家在一起的時間比跟家人相處的時間都長，常年漂泊在外。跟潛龍二號的副總設計師趙宏宇一起做試驗時，他的小孩非常小，家人問小孩他的爸爸呢，小孩就指著墻上的婚紗照，説那是爸爸，其實想想都挺不容易的”徐春暉跟記者分享説，在海上做試驗還經歷過一次中秋節，船上組織文藝活動，豐富了大家的海上生活，當時雖然很想家，但是跟同事一起過節，像一家人一樣非常難忘。

在採訪接近尾聲時，徐春暉告訴記者，這次奔赴西南印度洋遇到惡劣海況，對自身身心和潛器都是一種考驗，希望潛器能表現出色，圓滿完成任務。