溪流访谈 | 溪流会客厅对话海卓同创么彬博士,探索用声呐技术助推海洋强国建设的新思路

2022-08-10 15:37

时间过得很快,转眼间溪流会客厅到了007期,今天我们很高兴请来了北京海卓同创科技有限公司总经理么彬博士,大家就声呐技术及其应用与发展等广泛话题开展讨论,探索助推海洋强国建设的新思路

  访谈内容

⊙溪流:

么彬博士早年毕业于哈尔滨工程大学,在母校留校也当了多年老师,其实到科研机构也是很好的选择,为什么要选择创业?创业以来肯定感慨万千,这一路走来您最大体会又是什么?


⊙么彬:

这个问题也是在公司成立最初两年我被问过最多问题。原因很多,归结到最本质的一点是初心,是想把理论转化成实践,把科研项目转化成产品,最后支撑行业发展的初心。

创业这么多年,我觉得在创业路上应该还算是新兵创业以来最大的体会可以归纳成四点:蜕变、团队、责任、感恩。简单解释一下:蜕变——工作性质、工作内容、处理问题的复杂程度完全不同,所以思维方式、工作方法包括行为举止都要改变;团队——对企业最大的理解是团队,一个企业不是一个人干的,而是团队,是要整个团队的不懈努力才能达成的;责任——企业所承担的责任不是个人成就而是社会责任,既要对我们的用户负责、也要对员工负责,因此海卓同创只有把产品和服务做到最好,才能承担起这份企业责任;感恩——感谢有海卓同创这个平台和团队让我能够有这个机会经历成长,也感谢行业用户让海卓同创有机会能够发挥微薄之力。


⊙溪流:

总刚才说非常好,蜕变团队责任、感恩四者缺一不可,确实,换了赛道就需要改变思维模式,尽管很难但必须去改变。对公司取名海卓同创,我有点好奇,这里请您解释一下,有什么特别的含义吗?另外,公司最早选择多波束测深系统作为产品的突破口,也就是选择了最难的骨头来啃,为什么?


⊙么彬:

确实像说的,对取名同创还是有我们自己的一些理解和设计。首先我们是一家做产品的公司,所以说我们用”就是表示追求卓越的理念,同创的含义是共同创业,来凸显团队价值,表达每个人均为了大家共同的事业走到了一起。

另外,您说的没错,确实多波束测深系统是水下勘探设备中比较复杂的一类产品,从技术点的角度,涉及到复杂的阵列换能器设计技术、上百甚至数百个通道的数据接收与发射技术、使用最先进处理器完成各种复杂的信号处理算法以及最后的测量数据处理成图的环节。

从产品化角度,多波束测深系统的产品化过程最为复杂,需要经历原理样机的开发、工程样机开发、小批量生产、大批量生产等不同阶段,而且每个阶段都要经历多轮的设计、测试、迭代、优化。

当初,海卓同创最终选择聚焦“水下勘探”领域,并以最难啃的多波束测深系统的产品化为突破口的原因,是因为这条路最符合海卓同创以产品为核心的公司理念。

核心团队在十年技术积累和六年产品化的过程中,上述的困难一一突破,才最终形成了海卓同创现在多波束测深产品体系,也证明了这条路径的选择是正确的。


⊙溪流:

国内海洋测绘的圈层不大,所以无论是参会期间还是走访期间,大家总能给碰头,留下较深印象的是,海卓同创的产品不断在出现,产品线不断在拓展。那么,请您介绍一下你们现在的产品线有哪些布局?又有什么新的功能推出?


⊙么彬:

北京海卓同创科技有限公司的布局是聚焦到“水下勘探”领域,并致力于在核心技术、系列化产品方面持续不断的创新,目前已经成为国家级高科技企业和北京市“专精特新”企业。

在经历了多波束测深系统“标准化产品”全流程,也就是从研究、开发、生产、迭代完善、产品升级的全流程的基础上,目前已经形成了“多波束测深系”、“侧扫声呐”、“图像声呐系”、“声速测量系”、“航姿测量系”五大基础产品系列

首先介绍多波束产品的情况




多波束系列产品是我们最主打系列,我们针对不同的领域有专门的产品,例如MS8200(大力神)主要针对海上测量和航道测量、MS400P(小精灵)主要针对内陆水域的便携式测量、MS400U主要针对各类小型无人船的集成测量。这些产品除了多波束测深功能,都具备水下三维地形测量功能,这里重点介绍一下针对客户需求海卓同创最新推出的多波束新功能:

一是自动测量功能——简单地说就是测量过程基本属于自动化,声呐参数、门限、量程等都是完全自动化调整,让外业人员可以获得最大的解放,同时也能有效的提高测量的准确度;

二是双探头测量功能——双探头测量功能主要的目的是提高测量效率,我们升级双探头功能最大的优势是可以使用两套设备进行自由组合,既能实现双探头测量,又能变成两套独立的系统,最大程度降低用户投入;

三是水中目标例如渔网的探测功能——针对一些细分领域的需求,我们对算法进行了进一步的优化,利用水体成像的方式,能够对水中的生物资源、渔网、气泡等进行成像,将多波束测深的功能进行进一步的拓展。

我们下一代的多波束测深产品依然会聚焦浅水精细化探测方向,也会把一些基础的功能,比如连续调频等指标进行升级,同时还会增加更多的专业化功能。

第二大方向的产品是侧扫声呐产品





从应用方向上划分可分为双频拖曳式侧扫SS3060/SS4090、单频拖曳式侧扫SS900系列、组件式的嵌入式侧扫ES4590/ES900/ES900M以及多波束侧扫声呐。

海卓同创侧扫声呐系列产品的特点主要是:一是搭载方式丰富,能够满足不同有人、无人平台的搭载需要;二是抗噪声能力更强,在一些特殊环境下依然能够提供更为清晰的图像;三是提供全方位的软硬件集成支持,便于各类无人平台集成。

这里着重介绍一下我们的嵌入式侧扫声呐,海卓的ES系列嵌入式侧扫声呐除了上述的产品优势外,还具有更小的电路尺寸、更高的图像清晰度以及支持各类平台的SDK,更适合各类小型AUV的集成。

第三大产品方向是图像声呐





海卓同创的系列化图像声呐产品包括用于水面、水下无人平台导航避障的多波束前视声呐、用于小型ROV、潜水员和水下监控领域的微小型图像声呐以及用于各类水下信标、声源探测的被动测向声呐产品,全面解决了各类有人、无人平台和固定式水下监控领域的用户需求。

除此之外,声速仪和航姿测量仪也是水下勘测声呐的重要辅助传感器设备




声速仪产品包括表面声速仪SVS1500M和声速剖面SVP1500,已经在水下测绘、水声试验、石油勘探等领域得到了广泛的应用,在标准化产品的基础上,我们还推出了组件式集成产品和微小型表面声速仪产品,以及针对用户特殊需求的定制化产品,解决各类水下声速测量应用需求。




航姿测量仪产品目前有三个型号产品,分别是POS08/POS15/POS25,介绍海卓同创作为Trimble旗下Applanix公司的全球战略合作伙伴,依托Applanix核心技术开发,主要用于多波束测深系统、单波束测量、浅剖测量、走航式ADCP测量以及各类无人船控制的组合航姿测量产品。





这五大产品系列的进行组合就形成我们产品的三大应用方向,即测、扫、看。系列化产品已经在海洋测绘、水利、交通、风电等多个领域得到了大量的应用。



除此之外,我们还针对一些细分领域应用推出了两个合作产品系列,为了满足固定安装的水下监测领域和成本敏感的移动测绘领域用户的需求,海卓同创与合作伙伴联合开发了系列化“扫描声呐系列”和“通导声呐系列”,包括三维扫描声呐、二维扫描声呐、管道剖面声呐、扫描避障声呐、超短基线定位和水声Modem等产品,可用于各类海上平台桩基、大桥桥墩冲刷监测,以及各类ROV搭载的水下结构检测领域。


⊙溪流:

刚才您讲解的非常详细,产品线发展也很广泛,但无论如何均围绕声呐技术展开,围绕应用市场布局,非常好。其实,无论是多波束、侧扫声呐还是图像声呐,都是声呐类传感器,你认为这些产品的开发难度有什么区别?


⊙么彬:

首先,这些产品的共同点是核心技术相通,我们把这类产品都归类为“水下勘探”类的声呐产品,其核心技术包括声学换能器、高性能低功耗的电子系统、声学信号与数据处理算法以及相应的基础软件,具备这些核心技术,再去拓展同类型的声呐产品系列,还是有可能的。

其次,产品化的过程类似,因为海卓同创通过对多波束测深系统的产品化全流程完整的走了一轮,积累了一定的经验,这些经验在应用到侧扫声呐、图像声呐的产品化环节上,基本上是相同的,有些还会更容易一些。

最后,区别在于不同用户需求和应用领域,最终落实到产品设计、算法优化等问题,因此主要的难度区别在算法上的不同。


⊙溪流:

在青岛期间看到了你们在研发了许多小型化声呐传感器,应该是为无人艇搭载准备的,当时研发的初衷是什么?


⊙么彬:

去年在青岛的培训会上我们也发布了多款针对小型化无人平台的产品,除了无人船之外,还包括AUV、ROV集成用的声呐产品,包括一体化多波束、嵌入式侧扫声呐系列产品,以及前视避障、被动探测等产品。开发这些产品的初衷主要有三个方面:

首先是行业需求。各类无人船、AUV、ROV已经得到了比较广泛的应用,因此对各类探测、测绘类设备的需求是比较明确的。

其次是技术的可行性。海卓同创在五大自研产品系列的基础上,具备在不降低产品性能的前提现,将设备的体积、功耗、重量大大降低,也适合小型无人平台的搭载,同时在软件方面开发了全方位的SDK软件开发包。

最后是符合海卓同创的企业特点。海卓同创是一家以产品和技术见长的企业,而小型无人平台的高端声呐换能器最能体现产品和技术优势。因为我们需要为用户解决各种集成过程中所遇到的问题,包括体积、功耗、性能、干扰、协同设计、特殊功能等等。

也是基于上述的原因,无人平台的相关产品也作为公司的一个重要产品方向。


⊙么彬:

正好借此问题也想请教一下您对各类水面、水下无人平台以及相关传感器行业的发展前进有什么看法?


⊙溪流:

海洋装备的发展与实际需求有关,以需求为导向,解决用户的痛点与难点,这不是一句空话,需要落实在细节上。以下是个人一孔之见,仅供大家参考。

首先,对于水面无人平台,应该针对性地进行细分化设计。比如内河水域重点是小型化,包括传感器设计上也应该小型化,以便在一些交通困难地区收放;考虑到有些河道水流较急,就应该在动力系统上做提升。对海域测量无人艇,必须顾及三个方向:一是船体抗风浪的能力,二是在风浪较大的情况下如何确保传感器的工作性能正常稳定,三是要考虑近海区域的水下人为障碍物(比如渔网)对传感器自身安全所产生的影响;考虑到海域面积较大,同时受海况条件的影响,如何快速完成相关任务,多艇联合组网探测应该是未来发展方向;自己做过许多泥沙采样方面的工程,尽管有些单位采用了物理探测方式进行,但考虑到海洋调查单位的实际需求,多数单位还是采用泥沙分层现场采样加实验室分析的方式,因此无人艇的泥沙分层采集系统期待能取得突破,以解决海况较差情况下人员和船只安全作业的一系列问题。关于前视声呐用于无人艇搭载的传感器安全,如果是固定水下障碍物,一般海图有标示,作用不太大,大家在测量软件上设置水下障碍物位置即可;对于水下人为障碍物(如渔网),即便能探测到,其实也来不及处置,因此不太主张搭载,建议在艇上前置有关装置,采用物理避碰手段。

其次,对水下无人平台用于海洋测量,在浅水区应该应用场景不多,主要是在深水区应用,目的是让测量结果更加精细化,这方面在马航370寻找的时候,国外有过很好的探索。要重点解决的是水下定位精度及水下搭载传感器的性能稳定性问题;考虑到深海区域人为障碍物极少,搭载前视声呐进行固定目标的避碰设计就有客观需要,但对前视声呐的探测距离也会提出相关要求。

最后,对于水下探测类传感器,分类很多,包括多波束测深、侧扫声呐、浅地层剖面仪、3D声呐、海洋磁力仪、单道地震等。在海洋工程领域,多波束测深仪用于海底地形地貌探测,侧扫声呐、浅地层剖面仪等用于海洋地球物理探测,海洋磁力仪用于水下小目标探测,3D声呐用于水下构建物检测,单道地震用于海洋工程地质勘查,各自应用范围不尽相同。多波束测深仪作为微地貌探测的重要手段,按我的理解未来会朝着更加精细化的探测方向努力,意味着需要更多波束及更小的波束开角,国产化重点则在于深海探测方向。侧扫声呐用于地貌探测,一方面变频设计有客观需求,以适应不同水质与不同深度探测需要;另一方面图像的解译是难点,目标判读方面少一些人工判读,增加一些人工智能方面的判断,将是未来重点。浅地层剖面仪重点不是探测深度,更深的探测可以采用单道地震方式,重点在于如何提升探测的分辨率,另一方面声图的分层解译方面需求加强研究,增加人工智能在图像判读方面的研究。3D声呐用于水下构建物探测,对于水工建筑的安全检测有很多客观需求,需要进一步提升图像判读的分辨率,为码头水下桩基的安全运行提供可靠依据。等等,水下探测类传感器是为海洋工程建设、海洋科学研究和海洋军事斗争准备服务的,就需要结合实际应用场景,就需要从更加精细化的探测能力、更高的探测分辨率、更强的系统可靠性、更高效的作业效率及更好的图像解译能力等方面努力。


⊙溪流:

面对蓬勃发展的无人平台市场,海卓同创在产品、解决方案方面有什么具体的举措?


⊙么彬:

针对各类无人平台的需求,海卓同创在五大基础产品系列,推出的新一代小型化系列产品,实现了体积更小、重量更轻、功耗更低、品质更卓越的产品特性,并且针对在各种水面水下无人平台和便携式应用领域得到广泛应用。我们也专门针对无人船、AUV和ROV以及各类新型的无人平提供相关的解决方案。


首先,针对无人船综合水下测绘、水下探测需求,海卓同创的解决方案提供了由多波束测深成像声呐、侧扫声呐、前视成像声呐、被动声呐、单波束测深仪、ADCP、等组成的完整解决方案,满足了在中、小型无人船平台上的水中全空间目标探测和水文测量需求。增加了这些传感器无人船能够完成的作业任务包括:水下障碍物自主航行避障,水底目标搜探(例如暗管、落水物等),水中目标探测、定位与识别,水下三维地形探测以及流速、流量测量。


其次,针对各类的AUV平台综合探测需求,海卓同创的解决方案提供了由多波束测深声呐、侧扫声呐、前视成像声呐、接驳导引声呐和小孔径船舶噪声定位声呐组成的完整解决方案,满足了在各类型AUV平台上的水中全空间目标探测需求。支撑各类的AUV平台完成自主航行避障、水底目标搜探、水中目标识别、水下接驳导引信标搜索以及水下三维地形探测等各类任务。


最后,针对ROV水下机器人平台的综合检测、探测需求,海卓同创的解决方案提供了由多波束测深成像声呐、侧扫声呐、前视成像声呐、扫描声呐组成的完整解决方案,满足了中、小型ROV对水中结构物等综合检测的需要。支撑各类型的ROV完成水下导航、避障,水底目标、落水人员搜探,水下结构物、管道检测,水中目标探测识别, 水下三维地形探测。

特别值得一提的是,我们在应急救援利于利用小型ROV平台搭载我们的微小型嵌入式侧扫声呐对各种内陆水域进行的落水人员和落水物搜索也得了非常好的效果。


⊙王六丫:

通过刚才交流我看到,海卓同创在产品上已经形成的较为全面的布局,请问您觉得海卓同创能够给合作伙伴带来的真正价值是什么?


⊙么彬:

借溪流会客厅的平台感谢多年来一直关心和支持海卓同创发展的用户、合作伙伴和行业专家,海卓同创发展到今天离不开用户和合作伙伴的支持。

海卓同创从成立之初久就将“创新、正念、共赢、分享”确定为公司的价值观,因此不论是与最终客户还是合作伙伴的交往合作中,我们都秉承着这样的思想,想着能为用户和合作伙伴提供什么,我简单总结了以下几点:

一是对直接用户——海卓同创不仅能够提供专业化的产品,更能够提供专业的产品开发和技术支持团队,随时解决客户使用中遇到的各种问题。

二是对集成用户——海卓同创不仅能够提供最合适的传感器,更是选择了专业化整体水下勘测解决方案,大大减低细分市场进入门槛。

三是对合作伙伴——海卓同创并不是提供一款能够适合用户使用的产品,而且是能持续不断的提供优秀产品供给,真正帮助合作伙伴与用户建立长期合作。

最后对采购部门而言——海卓同创既能提供高性价比的合适产品方案,同时还能提供专业团队的保障,就像选择国际一线品牌产品一样无需有任何后顾之忧。

⊙么彬:

您可以说是海洋测绘方面专业与产业人士,那么您认为隶属海洋产业中的海洋测绘产业未来的发展模式和发展方向是什么样的?


⊙溪流:

海洋产业是人类在海洋、滨海地带开发利用海洋资源和空间,用以发展海洋经济的事业涉及的海洋产业及海洋相关产业包括海洋渔业、海洋船舶工业、海洋油气业、海洋盐业和盐化工业、海洋工程装备制造业、海洋药物和生物制品业、海洋可再生能源业、海水利用业、海洋交通运输业、海洋旅游业、海洋文化产业、涉海金融服务业、海洋公共服务业等。

滨海旅游业和海洋渔业主要用于解决民生所需,而其中的海洋交通运输业海洋船舶工业海洋油气业海洋工程装备制造业海洋可再生能源业与我们海洋测绘行业的关联都较大。相对而言,海洋交通运输业海洋可再生能源业这些年是海洋测量技术服务的主力方向,目前均存在着发展单一和粗放式发展的问题。

海洋交通运输业包括港口航道的测量及跨海通道的建设,海洋可再生能源业包括海上风电场的建设。从我了解的情况看,许多海洋测绘单位瞄准了海上风电和跨海通道的建设方向。近期,舟山北向公铁两用桥工程建设总投资1000亿元,全国沿海多地都在进行海上风电场的建设,这里的商机无限,测绘单位需要提升的是综合服务能力。

不同与以往的单一测量手段,未来的海洋测量模式将更加具有综合性和多要素,比如海上风电测量就会涉及多波束测量、扫侧声呐扫侧、浅地层剖面探测、电缆管线路由调查、水下桩基的构建物检测、地形地貌的演变分析、水动力冲淤分析、登陆点调查等,总之,多手段联合探测是未来的发展方向。另一方面,海洋测量的无人化作业也是未来发展的另一方向,就需要结合无人机、无人艇、水下机器人等无人装备来进行空天地海联合组网探测,需要加强这方面的研究。再一方面,沿海各地都非常重视智慧海洋建设,作为海洋底层数据采集及资料处理的产品供应商,海洋测量产业未来的商机无限,要尽早布局。


⊙溪流:

鉴于时间关系,最后请您介绍一下海卓同创对未来海洋产业发展有什么期待?你们的愿景是什么?


⊙么彬:

从我们的角度来看,对海洋产业发展的最大的期待是各类不同性能、不同指标的声呐产品能够应用到更多的细分领域,把现在的专业化仪器,发展成通用的传感器,就像卫星定位产品在地理信息产业的应用一样,真正做到助推海洋强国建设。

最后说一下我们的愿景,海卓同创从成立之初就确立自己的愿景,成为水下勘探领域世界领先企业。同时我们也明确了自己的使命,让水下勘探工作更美好!

为了能够最终实现海卓同创的愿景和使命,公司也制定第一个发展阶段的三个五年规划。海卓同创会一直坚守一个信条,就是不断创新把产品做好、把服务做好,这也是我们实现公司使命和愿景最坚实的路径。


⊙溪流:

成为水下勘探领域世界领先企业,这句话很豪气,不仅仅立足国内,也放眼世界,在海洋领域我们需要这样的世界级企业,走出国门与世界海洋装备领域的国际领先产品同台PK,我想海卓的取名也体现了此意。现在在某些应用场景上的海洋装备,海卓同创已经完成了跟跑到并跑的技术积累,期待你们早日实现从并跑到领跑的过程,加油,海卓同创!


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