對(duì)智能無人船自動(dòng)采樣系統(tǒng)的探索之旅

在學(xué)習(xí)無人船原理、傳感器類型等知識(shí)后，我了解到根據(jù)不同的功能，市面上的無人船可分為水質(zhì)監(jiān)測(cè)船、水情巡航船等。然而，它們?cè)谔岣邿o人船巡航監(jiān)測(cè)效率、排查復(fù)雜水污染情況等方面存在局限性。

因此，我有了一個(gè)想法：設(shè)計(jì)一個(gè)智能無人船自動(dòng)采樣系統(tǒng)，搭載多個(gè)傳感器，讓其同時(shí)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)、異常報(bào)警、污染物采樣留樣等功能。為此，我開啟了智能無人船自動(dòng)采樣系統(tǒng)的探索之旅。

設(shè)計(jì)初期，我上網(wǎng)查找了大量資料，還聽取了一些專題講座，了解到無人船面臨的首要問題是如何實(shí)現(xiàn)自主巡航和精準(zhǔn)定位。結(jié)合資料調(diào)研，我第一個(gè)設(shè)計(jì)思路是采用融合GPS、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航和慣性測(cè)量單元組合的導(dǎo)航方式，耦合遠(yuǎn)程控制端，集成小型智能無人船監(jiān)測(cè)留樣系統(tǒng)。

只需將小型智能無人船放在河岸或湖岸邊，通過移動(dòng)終端設(shè)置巡航軌跡，無人船按照指定線路到達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)水質(zhì)，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳回控制端，與空間經(jīng)緯度結(jié)合展示形成水質(zhì)空間分布熱力圖，對(duì)水質(zhì)超標(biāo)或突變的點(diǎn)位發(fā)出自動(dòng)采樣留樣指令，便于進(jìn)一步分析取證。

在該系統(tǒng)的測(cè)試階段，我發(fā)現(xiàn)了以下問題：無人船在水中航行時(shí)，針對(duì)某一處水域的停留時(shí)間較短，船底的傳感器反應(yīng)不及時(shí)，在水質(zhì)較差的位置不能將信號(hào)傳輸給中控系統(tǒng)開啟水泵抽水；無人船在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)擱淺的現(xiàn)象，不能快速、自主避讓水域內(nèi)的石塊等障礙物；開啟水泵時(shí)，水泵抽水時(shí)間較短，采集的水樣易濺出，與系統(tǒng)設(shè)定的采樣量出入較大；傳感器安裝在船底，線路浸沒在水中，易出現(xiàn)短路等故障。

為解決以上問題，我調(diào)整了無人船自動(dòng)巡航中的航行速度，更換了靈敏度更高的水質(zhì)傳感器，僅將傳感器的感應(yīng)頭浸沒在水中，采用Python編制障礙物識(shí)別算法和動(dòng)態(tài)避障算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物的繞行。又將抽水泵換成蠕動(dòng)泵，更改蠕動(dòng)泵的轉(zhuǎn)數(shù)，確保水樣在采集過程中不會(huì)濺出采樣瓶。

重新組裝完成后，我將無人船置于柘皋河河岸，打開開關(guān)，在平板電腦上設(shè)定無人船巡航的軌跡、巡航時(shí)間后，無人船開始運(yùn)行。無人船按既定路線巡航，在無人工干預(yù)的情況下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)，形成水質(zhì)空間分布熱力圖，在水質(zhì)異常點(diǎn)位自動(dòng)開啟采樣泵，并存于留樣中。經(jīng)過橋墩時(shí)，無人船也能自動(dòng)繞過橋墩駛向前方的待監(jiān)測(cè)地點(diǎn)。測(cè)試成功了！

在這次的設(shè)計(jì)實(shí)踐中，我不僅主動(dòng)學(xué)習(xí)了無人船技術(shù)原理、導(dǎo)航和定位技術(shù)以及Python程序語言，還學(xué)會(huì)了如何理性面對(duì)困難，如何在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新——?jiǎng)?chuàng)新不僅是解決問題的關(guān)鍵，更是推動(dòng)科技進(jìn)步的動(dòng)力。在不斷嘗試新的思路和方法后，我最終實(shí)現(xiàn)了智能無人船自動(dòng)采樣系統(tǒng)的優(yōu)化。

在未來的學(xué)習(xí)中，我將繼續(xù)秉持這種創(chuàng)新精神，不斷探索，突破自我。我相信，隨著科技的進(jìn)步和應(yīng)用的深化，智能無人船自動(dòng)監(jiān)測(cè)采樣系統(tǒng)將在水質(zhì)監(jiān)測(cè)和水環(huán)境治理中發(fā)揮越來越重要的作用。