日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)于3月18日宣布,其联合三菱电机防卫与空间技术、滨松光子学共同研发的深海激光扫描器实机验证取得重大突破。该设备搭载可探测可见光(532nm绿光)与不可见光(355nm紫外光)的激光源,在深海试验中展现出远超现有技术的性能,标志着日本在海底高精度“可视化”领域迈出了关键一步。
日本周边海域蕴藏着丰富的海底资源,因此对光学海底探测的需求日益迫切。JAMSTEC技术开发部石桥正二郎主任研究员领衔的团队,针对水下光波传播特性进行了深度攻关。已知青绿色可见光在水中的衰减最小,团队据此开发了Green激光实机;同时,为探索未知特性,首次尝试开发通常被认为衰减过大的UV激光,旨在利用其独特的海底反射特性获取新信息。
此次验证的核心指标极为严苛:Green激光的测距目标设定为60米(往返120米),是以往试制机的3倍;水平分辨率目标则突破8000像素,超越8K超高清摄像机的标准。2023至2024年间,两台实机被安装于JAMSTEC的遥控无人潜水器“海神号”(かいこう)两侧,在伊豆大岛南方约200米深及初岛东方约900米深的海域进行了实测。结果显示,Green激光在浊度较高的初岛海域仍实现了55米的测距,在大室海穴更是创下64米的纪录,达到世界最高水平;UV激光也成功实现了15米的测距。
在分辨率方面,Green激光实测达到8294像素,UV激光达到8457像素,首次证实了深海环境下超高分辨率海底可视化的可行性。对比测试还发现,部分区域Green激光能清晰成像,而UV激光因海底生物吸收紫外线未能测距,这一差异为未来区分海底地质与生物特征提供了新线索。
未来,团队将致力于设备的小型化、轻量化及量产化,并计划将此项长距离激光测距技术应用于海底SLAM(同步定位与地图构建)技术,以推动深海探测机器人的完全自动化。对于中国海洋工程从业者而言,日本在深海光学探测精度与距离上的突破,提示了高精度激光雷达在复杂深海环境下的巨大应用潜力,特别是在自动化勘探与资源精准评估方面,值得密切关注其技术演进与产业化路径。
