无人帆船一颗赛艇

帆船是古老的运动，机器人也早已不是什么新鲜的事物。帆船加上机器人的组合会出现出怎么样的碰撞呢？今年我们学校英国南安普顿大学代表英国参加了 2016 年世界帆船锦标赛，我们幸运的获得了该项赛事 1 米级的冠军。在项目进行的时候我也在 V2EX 寻求过盆友们的帮助，在此也信守诺言给大家带来一些关于无人帆船的一些介绍。

帆船是依靠风帆作为动力来源的水面船舶，在不同的风向条件下依靠帆和舵的配合来实现操纵。不同于普通的机器人，帆船的航行收到风向的影响没有办法实现轮式机器人一样灵活地向各个方向运动。当船舶正对风向时，需要通过不断换舷（ tack ） Z 字形前进。这就需要船舶能够灵活地根据风向的不同操控船舶在逆风的条件下航行。我们自己 3D 打印了自己的风向传感器，风向计会随着风向而改变，中间的磁铁会产生变化的磁场，磁力计再通过磁场的变化得到风向的变化。同时船载 GPS 会实时地更新帆船的位置，指引帆船向下一个目标点前进。

在国际锦标赛中，一共有四项比赛需要完成。

第一项是竞速比赛，帆船需要绕着四个浮标完成一圈航行。速度最快者分数最高
接着是虚拟抛锚，帆船在五分钟内到达目标点离目标点距离平均距离越近越好
第三项是区域搜索，一个大 L 形区域被分成 27 个小格子，遍历越多越好
最后一项是航行避障，在长方形区域内保持航行当探测到红色浮标时需要规避浮标航行

我们的船呢就是这个样子的：帆船本来是国际一米级电控帆船的参赛船，我们花了两百英镑从一位老先生那里买来的。（我们的所有设计都已经开源，电子设备的清单在 https://hackaday.io/project/13096-southampton-sailing-robot 上面可以查询到。）

之所以放在 python 节点，相信也可以猜到：核心算法都是 python 写出来的。有兴趣的同学可以看看我们的软件系统，在 GitHub 上开源 https://github.com/Maritime-Robotics-Student-Society/sailing-robot

我们软件 team 的核心开发者是 Thomas ，他也是 iPython 的核心开发者之一。（我们的友队 Aberystwyth University 是 Louis Taylor 坐镇软件开发的，他也是 json-sempai 核心开发 https://github.com/kragniz ）

国内的帆船还不是特别普及，但是万能的淘宝上已经有相关的整船出售了，有兴趣并且动手能力超强的同学已经可以开始行动起来了。

V2EX 的朋友们，虽然我们现在远隔重洋但是你可以通过以下方式参与到我们的项目中来

赞助稳定的主机空间（我们现在用的是 WordPress 免费版，对于天朝不太友好）
一起来撸我们自己的地面控制站，我们真正基于 NASA 的 openmct https://nasa.github.io/openmct/ 进行自己的定制，如果你有 JS 相关技能欢迎远程工作
淘宝买船装上我们的开源软件和硬件系统玩自己的帆船，给我们提 issue 发 pull request
paypal 赞助我们两杯咖啡，我们会把你的名字写到我们的程序里~

祝各位 hack 愉快 stay tuned~

帆船

风向

航行

浮标

10 条回复 • 2016-09-15 05:41:39 +08:00