在挪威科技大学 (NTNU)、悉尼大学、加州科学院 (CalAcademy)、Oceanly、西澳大利亚大学和奥克兰大学的合作下,在 Inkfish 的支持下,配备 Nortek Nucleus 1000 的悉尼大学 Seeker AUV 与潜水员一起绘制了汤加海岸珊瑚礁的 3D 地图。
来自挪威科技大学、悉尼大学和加州学院的研究人员正在合作研究中光层珊瑚礁(中深水域的低光珊瑚礁)如何支持日益受到气候变化威胁的珊瑚的遗传多样性。
“浅礁更容易受到气候变化的影响,”悉尼大学澳大利亚机器人中心 (ACFR) 研究员杰克逊·希尔兹博士解释说。“有理论认为,较深的珊瑚礁可以作为这些珊瑚的避难所。当浅礁消亡时,它们可以被来自较深生态系统的珊瑚重新种植。”
作为墨鱼沿岸海域探险的一部分,研究小组于 2024 年秋季前往汤加,对哈派地区的珊瑚礁进行摄影测量评估,基本上创建了珊瑚礁的三维地图,该地图将用于对收集的珊瑚样本进行地理参考。
然而,中光层珊瑚礁的研究历来不足,部分原因是由于其深度较深,潜水员难以进入。此外,潜水员一次潜水只能覆盖有限的区域。因此,该团队选择使用由美国珊瑚礁研究协会 (ACFR) 开发的两艘配备 Nortek Nucleus 1000 导航传感器的 Seeker AUV 来辅助收集摄影测量数据。
ACFR的Seeker AUV是一款轻型AUV,旨在实现成本效益和易于部署。它配备了一台800万像素的立体摄像机,用于对水深5米至75米的礁坡进行图像调查。
该团队使用了两艘 Seeker 自主水下航行器,在每个地点用一到两天时间收集了总计 8000 平方米的数据,约为一名潜水员可覆盖范围的 20 倍。这些自主水下航行器始终保持在珊瑚礁上方 2 米的高度,沿着间距紧密的“割草机”式路径行驶,在精确导航下行驶了超过 8 公里。
当 AUV 收集大规模摄影测量数据时,加州学院的潜水员拍摄近距离摄影测量图并从各个区域收集珊瑚样本。
Seeker AUV 结合使用了 USBL 和 Nucleus 1000 传感器进行导航。Nucleus 专为此类小型 AUV 设计,可提供 DVL 信息,并配备指定的高度计波束、压力传感器和预同步 AHRS。
在这种情况下,ACFR 团队将来自 Nucleus 的数据流融合到他们的卡尔曼滤波器中,用于车辆导航。这些数据与来自 USBL 的数据相结合,使车辆在绘制区域地图时保持行驶轨迹。
希尔兹还表示,Nucleus 的紧凑尺寸和易于集成的特性对 AUV 非常有利。即使在如此紧凑的 AUV 上,拥有可靠的导航解决方案对于此类项目的成功也至关重要。
中光层珊瑚礁支持着丰富的物种,是维持珊瑚礁恢复力的关键生态系统。希尔兹表示,“墨鱼沿岸海域”探险队旨在探究这些中光层珊瑚礁的物理环境、生物多样性和生态特征,以及它们对浅水珊瑚礁系统的影响。
希尔兹还表示,未来这样的飞行器还有机会继续研究这样的生态系统。
继续探索和更好地了解这些重要的水下生态系统将依赖于现代海底技术,包括易于部署且配备可靠导航传感器的 AUV。