雷达传感器模块自主避障的人工智能产业无人船舶控制，伴随着现代科学技术的发展，沿海各国已将海洋资源开发作为控制海权的目标。大洋，占地球面积的71%左右，物产资源十分丰富，而且我国濒临渤海、黄海、东海、南海和东南亚海域，我国船级社已建立了长期风、浪、流海况数据库。因为海上经常有突发事件发生，对从事海洋研究的人员来说是一个巨大的考验。无人船是航海工作者的“好帮手”，其机动性强、遥控能力强，能协助航海工作者进行各种危险的作业，以其卓越的稳定性和可靠性，在海上军事巡逻、搜救落水人员等方面具有独特的战略意义。无人船在水上航行时会遇到各种障碍。如不能及时避开水上障碍物将对无人船造成不可逆转的危险，轻则无人船不能航行，重则无人船损坏报废。这不仅会延误操作人员的工作，还会造成一定的经济损失。因此，为确保无人船能顺利、安全地航行，需要分析、处理无人船在水中遇到的各种障碍，对其在水中的各种障碍采取有效的避障方式，以实现避障。采用Android端控制的无人艇，可实现水下自动避障，并配有视频传输无人船控制系统。
近几年，人工智能产业成为我国发展的一个热点行业，人工智能产品也慢慢“渗透”了各行各业，无人船也是科技发展的重要一环。
无人船在国外发展较早，其研制的无人船主要从事海洋调查和部分军事活动。由日本雅马哈公司开发的两种无人船，其中一种是UMV-O，其主要特点是可以在海上航行监测海洋和大气的物理化学参数，而且它的续航能力非常强。另外一款无人机UMV-H采用水射电驱动，大功率可达90KW，其卓越的负重能力使它能够携带部分常用海洋参数进行观察和调查。无人船在军事行动上处于领导地位，前些年，以色列研制出一种可自主航行的中型无人船，可通过岸基监视系统和卫星通讯控制系统实现对无人船只的监视。这种无人船可以自主航行，也可以通过视频监视远距离行动，并且可以携带部分海洋探测传感器和自卫武器，因此，这种配置的无人艇可广泛用于浅水搜救、反恐等任务。
近几年来，由Hossein.Mousazadeh设计的Morvarid型双体船的主要功能是绘制港口地形图，并对各种障碍物的大小和位置作出避障反应。此外，还给出了避障算法的性能评价，该算法对于环境干扰仍有较好的鲁棒性。由Fuat.Beser设计的无人船舶，利用激光雷达获得的距离和方位信息，实现了对无人船舶的实时避障；提出了一种基于COLREGS的多人船避障路径规划，以及在测距传感器故障时的路径规划。用于导航的视觉导航辅助方向。YonghoonCho设计的无人船改善了现有视距(LOS)导引和速度障碍(VO)算法，并提供了与规则相符的避碰路径，YonghoonCho设计了一种在行驶期间避障。使用韩国国防发展局研制的USVM-Searcher海上试验。论证了所研制的自主航行与避碰能力的性能及实用效果。
无人船在我国发展速度较慢，很多方面仍处于起步阶段，有很大的发展空间。对于无人船的控制，孙冬平采用嵌入式技术，采用模块化设计思想，完成了无人船的模块设计。以S3C2440处理器为核心，设计了基于STM32F103的水处理系统和基于GPRS的水系统，利用STM32F103来实现GPS和GPRS模块的配置，实现了对无人船的定位、轨迹回放以及岸基监测子系统的信息传递。设计了无人船控制平台总体方案，将无人船控制平台拆分为以TMS320F28335为芯片控制器的航行子系统和岸端控制子系统，通过天台天线实现无人船与上位机的互通，实现了在静态水域的航向控制。通过飞思卡尔公司的S12XS128，设计了一种具有自主导航的水面无人艇系统，利用Zigbee模块远距离通讯，完成了上位机的图形界面的开发，具有远程控制和图形界面功能；利用无线通信模块的信息传输，实现无人艇的遥控和轨迹规划；利用抗饱和PID控制算法实现了无人艇航向的控制，并利用LOS导引原理对无人艇的航迹进行跟踪。基于MODBUS、DSP、PLC技术等核心技术，冯浩明设计的无人船是一种利用MODBUS协议、DSP和PLC技术实现无人船信息采集的系统。控制器规则由PID算法确定，并进行模糊化处理和模糊推理，在上位机上模拟得到合适的PID参数。
对于无人船的避障，会采用DSP2812作为核心处理器，通过GPRS来实现与无人船的远程通讯，采集无人船的定位信息，利用超声波对无人船进行避障，保证其安全航行。2015年，安徽科威智能推出了C180型水上多功能无人船，主要测量对象为湖泊、河流、港口等，以无人遥控船为载体，实现高精度声测绘图、GNSS、水质采样监测等仪器设备的无线通讯、独立航行和自动控制系统，实现常规或紧急水质取样、水质监测、水文测量、航道测绘、暗管探测、栅栏吸附等业务工作。同时研制了C100S水质自动采样监控机器人，采用自动化的水质采样监测机器人，采用复合技术，新型水上飞机水下动力推进、自主导航和自控技术相结合的新型水上飞机产品，并可灵活灵活地实现大规模水体水样的自动采集、流动水质的自动巡测、污染源调查和跟踪。适用于环保、水利、渔政、气象、水务等常规及突发事件的应急处理。该船体为M型船体设计，使用方便，结构精巧，可携带，采用两组自主研发的涵道式推进器，防缠绕设计，支持差速转向，倒转航行，推进器与船底齐平。利用智能系统自主导航、正确定位、自主规划航行路线、支持主流操作系统。配备了智能避障系统，可在10米范围内检测障碍物，并利用自动变向技术自行绕开障碍。
监控系统是无人船应用中不可缺少的重要环节。2015年，珠海云洲智能科技有限公司研制出一种全自动化采样无人船SS30，这种无人船的船体主要由碳纤维、玻璃钢、凯夫拉复合材料等材料制成，上下隔舱设计。全舰可保证防水、抗沉、防颠覆。通用性界面设计，可灵活地完成较多的任务，且吃水很浅。锂电池供电，使用寿命更长，可长达3.5小时，载重15kg，可携带更多水质采样检测传感器，通过RF无线射频点对点双向通讯，可达5km。行动前，工作人员可实现设定好执行任务的区域和路线等，将无人船放入水中后便开始自主操作，设在地面的基站可通过网桥进行视频通信，并实时显示无人船所探测到的各种水质数据和视频图像。以Android为基础，蔡晓芝设计了海图系统和Android开发，利用上位机的总体架构，在此基础上，选择一种通讯方式，对航迹进行监测和跟踪，获取无人船航姿轨迹。构建了GPS通信传输框架，搭建了无人船监测系统，实现了无人船姿态监测与数据融合的仿真。
现在，越来越多的民用无人船出现在眼前，2018年春晚，在那汹涌的珠江口海面上，一艘7.5米长的“了望者”号海上无人艇由80条长1.6米的ME40无人艇组成，一闪而过，一闪而过，一闪而过，一闪而过，一闪而过，成了海上的“离弦之箭”，一瞬间，“零度智控”与“高巨创新”一起组成的无人船队，仿佛是一条3D立体的白海豚，在烟火环绕的港珠澳大桥上跳跃。无人小船在灯光的照耀下，化成了海上的涟漪。
目前国内无人船存在着成本高、避障功能差等缺陷，其主要原因是光学传感器在反射区不能稳定工作，从而导致其智能化水平不高，一般情况下需要操作人员的干预才能成功避障，造成人力和经济成本的增加。利用自动避障技术可大大提高船舶的工作效率，节省费用。当前，世界无人船产业蓬勃发展，市场需求急剧增加，我国淡水及海洋资源极为丰富，这为无人船企业加强研发创新，掌握核心技术，抢占市场提供了极好的机遇。
无人船在水上航行时会遇到各种障碍。如未能及时避开障碍物，将对无人船造成不可逆转的损害，轻则其无法航行，重则无人船损坏报废。这种做法不但延误了工作，而且造成了一定的经济损失。当前无人船在水面上航行时遇到的障碍物可分为静动障碍物和动障碍。静障：水面上会有芦苇、喷泉管、假山等障碍物，这些障碍物的特征是在水面上固定，不会造成位置变化。动力障碍：在水上航行中经常遇到的有两种动力障碍，一种是漂浮在水面上的垃圾，像塑料瓶、垃圾袋、水草等，这种障碍物不能被察觉，一旦被抓住，就不能航行。其次是动物或船只等，这种障碍物是指可在水面上移动的物体，这种障碍物能随机移动并与无人船相撞。为了确保其在水面上能安全、平稳、有效地航行，需要在运行中采集各种数据，对其遇到的各种障碍进行分析、监测，以确保其安全、平稳、有效地航行。
无人船的避障控制系统以物联网为基础构建框架，将其划分为三大部分：一是无人避障系统，这就是感知层；第二个部分是无线网络传输，即网络层，该系统主要用于下位机与上位机之间的数据传输与交换；第三部分是安卓手机人机交互端，即应用层，实时观察。监视无人看守障碍物。由各环节共同完成无人船避障功能，具体含义如下：(1)数据的采集：通过雷达传感器模块获取距离信息；红外线模组采集模拟量信息，如障碍物的位置信息、GPS信息、无人船的姿态信息；把模拟量信息转换成可读数信息。(2)各传感器探测模块将检测到的数据传输给树莓派控制器。(3)树莓派控制器对接收到的数据进行解析，并将其传输到上位Android终端屏幕以显示。便于用户实时监控无人船的运行状态，通过在上位机屏上按不同的控制按钮，可以将数据传输到控制器，通过控制器控制电机的速度来改变无人船的行驶轨迹。
无人船在水面上航行时，遇到各种妨碍无人船前进的障碍物。无人船用某种方法避障时，需要通过传感器在不同位置上相互配合，检测障碍物的位置、大小、形状等信息，并根据规则避障。
避障模块的硬件设计，传感器种类较多，但能用于船体上的传感器还不多见，有些激光视觉感应器不能用于有反光的湖面，单个传感器无法判断其准确性，伴随着电子信息工程技术的飞速发展，非接触式传感器检测技术已经逐步成熟，并在许多领域得到了广泛应用。由于无人避障船舶要在复杂的水面上航行，因此必须考虑强风、潮光等对传感器造成的干扰，本项目选用的雷达传感器模块和红外传感模块在对抗外界干扰方面具有明显的优势。与摄像机配合实时监控。
雷达传感模块相对于其它传感器有如下优点：(1)对环境的适应性非常强，不受光照的影响。(2)不要求颜色障碍，可辨认可透光物体。(3)距离信息是可以测量的，它常常只测量出物体的位置，并可由雷达传感器模组进行补充。(4)雷达检测速度快、遮挡范围小、干扰条件差等特点，能够快速测量障碍物的距离。(5)结构简单，占用空间资源少，不易损坏，性价比高。所选择的雷达传感器模块是由飞睿科技公司研制的FR模块，它具有测量精度高、功耗低、稳定、耐湿等优点。其测量范围为25~450cm，测量精度可达3mm。
红外线传感模块主要由红外线发射器和红外线接收器两部分组成，通过对红外线光的发射与接收进行判别，其中红外线发射和接收设备由红外线发光二极管和电荷耦合器件组成。对选择红外线模块时，由于无人船工作在户外环境中，除要保证其它红外线传感器的基本性能外，还要保证其抗强光能力。红外线传感模块对障碍物进行检测有以下优点：(1)红外传感模块测量速度快，光速在空气中传播速度快。(2)红外传感模块具有较强的抗干扰能力，实验结果表明，多个红外传感模块测量时彼此不存在干扰。
无人船的避障控制系统的核心是船体运动的控制、无人船自主避障、图像采集及上位机监控等，保证无人船在水面上顺利航行。一旦不当，无人船在水面上的速度可能会过快而引起翻船，如果控制信号传递不稳定，则会造成船舶失控，无法返航。所设计的无人避障装置具有手动和自动两种控制方式，使之能够自动切换，并能自动运行；该艇利用其雷达传感器模块对障碍物的距离信息进行检测，利用红外模块检测障碍物的位置信息；避障完成后，对障碍物进行判断和避障措施，如路线偏离，因此，无人船的航迹可以通过内置陀螺模块调整到原来预定的航向上。在切换到手动模式时，岸上的操作人员可以用人工方式操作无人船，使无人船到达所需的地点。
无论是在科学研究开发领域还是民用领域，无人船避障系统都具有广阔的应用前景，所设计的无人避障船型，由于船体外形结构具有航行稳定性和抗风抗雨能力，在未知水域能提供安全保护。该系统采用模块化设计，操作人员可根据自己需要，适当增加或缩小模块以满足自己的需要，在管脚连接上可通过焊接加塑封件的方式保证其连接牢固、防水的要求。