SOLUTION 02 / Robotics

洋马通过自动对接系统和自动导航自动船减轻了工作量，创造了安全的未来

研究开发中心
通过自动化对用户一直很重的对接操作，Yanmar提供了安全的对接，其误差范围限制在几十厘米以内。通过将其添加到自动导航机器人船上，洋马不仅为海洋业务做出了贡献，而且减轻了从事渔业和海洋业务的人员的工作量，从而导致了替代性劳动力和海上劳动力的节省。

ISSUE

减轻用户负担并创建人们可以安心工作的社会的新挑战

海洋业务是洋马的优势之一。我们将继续以新的视角为离岸工人提供各种产品和服务。 Yanmar专注于“停靠” *，这需要船舶导航技能，但对用户来说压力很大。洋马已开发出“自动停靠系统”，用于平稳，安全的对接而无需任何麻烦的操作； 还开发了一种“自动导航机器人船”，可以自动确定安全路线，控制海上航行。这些系统的发展不仅对海洋业务，而且对渔业市场都将是一个巨大的优势，因为渔业市场的工人人口正在减少，水产养殖的需求正在扩大，这有利于海上作业所涉及的危险。 自2017年以来，洋马一直在开发这些系统，同时考虑通过更换和减少离岸工作来减轻离岸劳动力的负担。

最初，我们开始为常用的单螺旋桨单橡胶船开发这项技术，类似于汽车上看到的那些。随着项目的进行，很明显，大量的工时对于开发是必要的，由于控制单螺旋桨和单舵船停靠的困难。 究其原因，不仅是它在风浪面前无法保持稳定的位置，而且在横向运动中也缺乏直接施加力的灵活性。为了尽快推出一款新产品，我们改用了一艘配备多个推进装置的双螺旋桨双舵船，并决定为开发增加工时。通过安装一个可以任意方向移动船舶的推进分配设备， *将船驶向海洋的码头，木筏或海岸。

SOLUTION

洋马将解决客户问题，并继续承担创建未来社会和丰富人们生活的挑战。

船舶自动转向的关键是能够估计自己的位置以识别船只的位置。尽管包括GPS在内的GNSS会发生几米的偏差，但我们的目标是使用我们的自动对接系统将误差降低到几十厘米以内。 在开发的早期阶段，我们采用了实时运动（RKT），它也被用于洋马积极涉足农业领域的机器人拖拉机。我们在港口一侧建立了一个基站，并开发了输出校正信号的系统，以提高精度。但是，它只能在设置了基站的特定端口上使用，并且还存在没有传感器识别其实际周围环境的安全问题。因此，下一步是为舰船配备3D-LIDAR，这是一种识别周围环境的传感器，并致力于开发一种通过测量周围物体来高精度估计其自身位置的系统

结果，即使没有基站，我们也成功地将自我位置估计误差保持在几十厘米以内。而且，仅通过指定停靠的位置就可以使用其周围环境自动引导船只。从开发开始，我们就能够将自动对接的时间从四分钟减少到更实际的两分半钟。在海上航行期间，将使用雷达创建一张粗略的广域地图，以设置导航路线。沿着这条路线航行时，使用3D-LIDAR详细探索周围的环境，以便可以检测附近的障碍物。此外，3D-LIDAR用于生成高分辨率地图，以便在狭窄的空间中导航和对接。自动停靠系统选择一条安全的路线，减少碰撞风险，并自动执行从导航到停靠的过程。开发团队坚定不移的决心创建了一个系统，用户可以安全航行并自由地将船只停靠在其位置，而不会产生压力，从而获得了成功的结果。

船首的3D-LIDAR可以准确捕捉周围的环境。

广域地图是在海上创建的，用于设置导航路线。

为小港口内部或对接生成了高分辨率地图。

RESULT & FUTURE

技术在各个领域的应用

通过反复试验进行开发。除了通过在真实环境中进行测试以外，没有其他方法可以检查系统是否安全，流畅地工作。但是，由于日本缺乏测试领域，因此选择测试环境极为困难。在Yanmar Marina的合作下，我们获得了市，州等地方行政当局以及包括当地居民在内的渔业的许可，可以设计和建造一个模拟真实港口的模拟环境。在一个模拟环境下，我们能够完整评估一个半月。我们能够在一个模拟的环境中进行一个半月的全面评估，并在各种天气条件（如雨，雪和强风）下进行测试。

除非我们用实际的容器测试了这样的评估，否则会出现许多意想不到的问题。例如，在该系统中用雷达观察时浮标和筏的外观与我们预期的不同。我们还发现即使可以避开浮标，绳子也有可能被夹在浮标和锚之间，我们也意识到这些位置由于天气状况的变化是不稳定的。通过将环境信息融入到路线规划中，结合多个传感器提高探测率等，我们建立了更加可靠和安全的导航系统。为了进一步提高安全性，我们还在研究应对恶劣天气的措施。在风向方面，在风速为7米/秒的情况下，导航误差可以控制在50厘米以内。

洋马始终致力于建立一个安全且高度准确的系统。将来，我们将继续进行研究和开发，以将该技术应用于各个领域。

洋马码头的对接测试

浮标和筏的躲避测试

INTERVIEW建立可持续的机器人技术以追求人与自然的繁荣

在开发自动对接系统时，许多公司和政府机构都在询问该系统。洋马还能够提供从发动机和船体的基础研究到系统，船舶开发和生产的一致性。洋马的优势在于，我们可以承担所有制造责任，并可以灵活地进行定制。通过这种方式，广泛引入自动导航机器人船和自动对接系统的使用将使工人从渔业和海洋企业的恶劣环境中解放出来，从而使工作安全而省心。

控制技术负责人直人直人（Naohito Hara）表示：“这项发展中的技术才刚刚开始。当前，这些系统仅在诸如港口内的有限条件下才有效。我们希望向从事水产养殖业务或从事海上各种作业的人员提供技术，以提供更实用的系统环境。”负责自动导航机器人技术研究与开发的福川智也（Tomoya Fukukawa）说：“为了提供真正的安全性，我们在追求技术时可以接近客户的心理和情感方面。”负责识别技术的Yuichiro Dake表示：“我们希望推出的机器人技术能够继续实用，而不仅仅是将其投放市场。”这样，洋马将解决客户问题，并继续承担创建未来社会和丰富人们生活的挑战。

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