高级进修项目1,600 小时 · 在线 · 11 个模块
水下机器人高级进修项目（ROV 与 AUV）
本高级进修项目使你全面掌握无人水下航行器的设计、操作与维护。你将学习推进、供电、水下导航与作业载荷，最后学习任务规划与数据分析。
学时1,600 h
形式在线
开课12月1日
模块11
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课程简介
水下机器人高级进修项目（ROV 与 AUV）是什么？
本高级进修项目培养你引领新一代海洋探测。内容涵盖遥控潜水器（ROV）与自主水下航行器（AUV）的设计、操作与维护，这些设备是科学研究、海上油气行业及水下基础设施检测的关键工具。
这是一个强化项目，具备扎实的工程、机器人与海洋学基础，并在先进模拟器和真实设备上进行实践。你将学习在复杂水下环境中编程、导航和解决问题，旨在推动这一增长中行业的创新。
本项目的特色：真实项目，在模拟和真实任务中设计、建造并操作 ROV 与 AUV；当前主流软硬件，接受市场现用工具与技术的培训；以及水下机器人行业的专业人脉。
课程类型高级进修项目
形式在线
学时1,600 小时
模块11
开课12月1日
课程亮点
- 设计与操作：掌握 ROV 与 AUV 这一水下探测基本工具的建造、操纵与维护。
- 先进技术：深入学习自主导航、水下图像处理及应用于海洋机器人的人工智能。
- 实践应用：水下机器人在基础设施检测、科学研究、海上救援与海上油气行业中的应用。
- 模拟与实操：参与逼真模拟和野外练习，为真实挑战做好准备。
- 专业人脉：与具备行业和科研经验的专业人士共同学习，建立行业人脉。
- 在水下技术前沿推动职业发展。
课程大纲
水下机器人高级进修项目（ROV 与 AUV）课程大纲
共 11 个模块。选择模块即可查看具体内容。
模块 1
物理海洋学、海洋环境与水下流体动力学基础
- 1.1. 海洋环境：不同深度的温度、盐度、密度与静水压力
- 1.2. 海中的波传播：光、能见度、电磁衰减与海洋声学
- 1.3. 洋流、深水涌浪、潮汐及其对水下航行器动力学的影响
- 1.4. 潜没体流体动力学：前进阻力、阻力系数（Cd）与升力
- 1.5. 水下航行器 6 自由度（6 DOF）运动学与动力学建模
- 1.6. 附加质量力、流体动力阻尼与浮力恢复力
- 1.7. 为实现静稳性与动稳性而设计重心（CG）与浮心（CB）
- 1.8. 海洋地质与海底地形：对航行器机动性设计的影响
- 1.9. 海洋腐蚀、生物污损（biofouling）及耐海水材料的选择
- 1.10. 在拖曳水池和试验水池中对 ROV 与 AUV 样机进行试验
本阶段内容
145 h预计学习时长12 周周（按您的进度）模块 2
机械设计、结构架构与高压工程
- 2.1. 水下航行器总体架构：观察级 ROV、作业级 ROV（Work-Class）与 AUV 的区别
- 2.2. 开架式（open-frame）与流线型底盘及框架设计：载荷分布与作业灵活性
- 2.3. 水密耐压舱（Pressure Vessels）：钛、阳极氧化铝及复合材料的壁厚计算
- 2.4. 承受高压溃缩的结构的模拟与有限元分析（FEA）
- 2.5. 复合泡沫（Syntactic Foams）与大深度浮力系统
- 2.6. 机械密封、O 形圈、海洋穿舱件及湿插拔与干插拔水下连接器
- 2.7. 充油电子舱与液压舱的压力补偿（Oil-Filled Pressure-Compensated）
- 2.8. 抗冲击性、结构疲劳分析与防缠挂保护
- 2.9. 有效载荷（Payloads）与科学仪器的模块化设计及快速连接系统
- 2.10. 在高压舱中进行试验，以认证结构完整性
本阶段内容
145 h预计学习时长12 周周（按您的进度）模块 3
推进系统、水下能源与脐带缆
- 3.1. 电动推进器（无刷直流推进器）：特性、推力曲线、效率与速度控制
- 3.2. 推进器布置与几何结构：矢量推进、全回转推力与悬停（hovering）机动性
- 3.3. 作业级 ROV 的液压推进系统：泵、阀组（manifolds）与电磁阀
- 3.4. AUV 电池：适用于高压水下环境的锂离子、锂聚合物与固态电池化学体系
- 3.5. AUV 电池管理（BMS）：电量监测、电芯均衡、安全与续航估算
- 3.6. 水面供电系统及通过 ROV 脐带缆的高压输电
- 3.7. 机电与光纤脐带缆（Tether）的设计、制造与管理
- 3.8. 脐带缆管理系统（Tether Management Systems – TMS）：车库式与下放笼配置
- 3.9. 长航程 AUV（Long-Range AUVs）的燃料电池与能源混合化
- 3.10. 冷水与温水环境中功率电子设备发热的热管理与散热
本阶段内容
145 h预计学习时长12 周周（按您的进度）模块 4
电子、通信与水下信号处理
- 4.1. 航行器电子控制系统架构：微控制器、FPGA 与嵌入式计算机
- 4.2. 工业通信总线与接口：CAN 总线、RS-485、水下以太网与串行协议
- 4.3. 光纤通信：非压缩视频发射机、复用器与光学穿舱连接器
- 4.4. 水声通信：水声调制解调器、调制方式、传输速率与时延
- 4.5. 用于 AUV 快速数据下载与视频传输的短程光通信
- 4.6. 海洋物理参数传感器：CTD 探头（电导率、温度、深度）、高度计与压力传感器
- 4.7. 姿态传感器：惯性测量单元（IMU）、光纤陀螺仪（FOG）与磁罗经
- 4.8. 高精度模拟数据采集及推进环境中的电噪声滤波
- 4.9. 内部配电管理及海水中的过压与短路保护
- 4.10. 应急通信系统：卫星示位标、声学信标（pinger）与回收系统
本阶段内容
145 h预计学习时长12 周周（按您的进度）模块 5
水下导航、定位与测绘系统（SLAM）
- 5.1. 水下无 GPS 导航的挑战：漂移与累积不确定性
- 5.2. 水面声学定位：超短基线（USBL）、短基线（SBL）与长基线（LBL）系统
- 5.3. 多普勒辅助导航：声学多普勒计程仪（DVL）与对底速度估算
- 5.4. 水下惯性导航系统（INS）及基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的 INS/DVL/压力耦合集成
- 5.5. 用于高分辨率测深制图的侧扫声呐（SSS）与多波束测深仪（MBES）
- 5.6. 声学同步定位与建图（Acoustic SLAM）：利用自然地标与水深数据修正位置
- 5.7. 水下视觉 SLAM：处理海底图像以进行三维重建与导航
- 5.8. 基于地球物理磁场与现有地形图的导航
- 5.9. 导航系统海上校准：惯性对准试验与偏差补偿
- 5.10. AUV 水文测量的测线规划与搜索模式
本阶段内容
145 h预计学习时长12 周周（按您的进度）模块 6
计算机视觉、海洋声学与图像处理
- 6.1. 水下光学与后向散射（backscattering）：海洋暗环境照明与色彩校正
- 6.2. HD/4K 水下摄像机、低照度（SIT）摄像机与大功率 LED 照明系统
- 6.3. 水下图像复原算法：去除浑浊、补偿水体衰减与增强对比度
- 6.4. 用于管道跟踪（pipe-tracking）、海底及河底电缆和海洋结构物的计算机视觉
- 6.5. 水下摄影测量及沉船与海上基础设施的三维重建
- 6.6. 高分辨率成像声呐（FLS – Forward Looking Sonar）与声学摄像机（DIDSON/ARIS）
- 6.7. 声呐数据处理，用于探测水下物体与目标分类
- 6.8. 用于自动识别和分类海洋生物或结构损伤的机器视觉算法
- 6.9. ROV 驾驶控制台中的增强现实系统，用于浑水导航
- 6.10. 集成水下激光雷达（lidar），实现体积测量与超高精度水下激光扫描
本阶段内容
145 h预计学习时长12 周周（按您的进度）模块 7
AUV 的控制系统、自主性与人工智能
- 7.1. ROV/AUV 位置与姿态自动控制：PID 控制器、滑模控制（SMC）与自适应控制
- 7.2. 机器人控制软件架构：面向海洋机器人的 ROS（Robot Operating System）、ROS 2 与 MOOS-IvP
- 7.3. AUV 决策自主性：反应式、慎思式与混合式行为架构
- 7.4. 利用前视声呐（FLS）数据的实时避障算法
- 7.5. 自主任务规划：能耗优化、区域覆盖与突发情况处理
- 7.6. 应用于复杂水流中自主机动的强化学习（Reinforcement Learning）
- 7.7. 用于船体与管道检测中自主特征识别的卷积神经网络
- 7.8. 协作式水下机器人：协调 AUV 集群进行大规模海洋采样
- 7.9. 自主故障管理（FDIR）：机载故障诊断、控制重构与任务安全中止
- 7.10. 在海试前于虚拟环境（Gazebo、UWSim、HoloOcean）中模拟水下航行器
本阶段内容
145 h预计学习时长12 周周（按您的进度）模块 8
水下干预作业、机器人操作与工具
- 8.1. 水下机械臂的运动学与动力学：自由度、工作空间与奇异性
- 8.2. 作业级液压机械臂（5 功能与 7 功能）与精密电动机械臂
- 8.3. 带力（触觉）反馈的远程操作主从控制系统
- 8.4. ROV 驱动的切割与干预工具：剪切器、金刚石切割盘与高压水射流
- 8.5. 采样系统：沉积物取芯器（corers）、抽吸采样与生物医学容器
- 8.6. 流动管线连接与互连作业（Tie-in）、连接器对接及水下阀门（hot stabs）
- 8.7. 利用干预型 AUV（I-AUV）进行自主操作：悬浮抓取及与固定结构对接
- 8.8. 用于考古与海洋科学精细操作的接触、力与扭矩传感器
- 8.9. 海底作业及开沟（trenching）过程中的土壤与航行器相互作用
- 8.10. 车间内工具集成测试及与 ROV 液压/电气接口的集成
本阶段内容
145 h预计学习时长12 周周（按您的进度）模块 9
海上作业、布放、法规与安全
- 9.1. 海洋机器人作业航次的后勤规划：选择支持母船（ROV Support Vessel）
- 9.2. 布放与回收系统（LARS）：A 形架（A-Frame）、主动升沉补偿（AHC）吊机与月池（moonpool）
- 9.3. ROV/AUV 系统在船舶甲板上的集成：控制室、车间集装箱与发电机
- 9.4. 国际海洋承包商协会（IMCA）ROV 作业指南（IMCA R 004）
- 9.5. ROV 作业人员与角色：驾驶员/技术员、主管、监督（superintendent）及甲板辅助人员
- 9.6. 作业风险管理（HAZID/HAZOP）及甲板与水下危险识别
- 9.7. 应急程序：失电、脐带缆缠绕、TMS 故障及漂流 AUV 的回收
- 9.8. 起重设备与耐压容器的预防性和纠正性维护及定期检验
- 9.9. 环境法规：防止液压油泄漏、人为噪声及保护敏感栖息地
- 9.10. 海上（offshore）行业中的海上保险、民事责任与机器人服务合同
本阶段内容
145 h预计学习时长12 周周（按您的进度）模块 10
综合项目：水下航行器的设计、模拟与作业任务
- 10.1. 水下问题或作业的选择与技术规格（例如风电场检测、深渊采样）
- 10.2. 航行器尺寸、浮力、重量平衡及耐压舱的概念设计与计算
- 10.3. 推进系统、电力/液压功率及脐带缆或电池架构的选型与尺寸确定
- 10.4. 控制架构设计及电子元件、导航传感器与有效载荷的选型
- 10.5. 在三维模拟环境（ROS / Gazebo）中实现航行器数学模型
- 10.6. 编写导航算法（EKF/DVL）、位置控制及任务自主程序
- 10.7. 作业任务模拟：评估在水流、低能见度和故障条件下的性能
- 10.8. 现场作业计划：设计布放与回收（LARS）程序并进行 IMCA 风险分析
- 10.9. 项目经济评估：制造预算、运营成本（OPEX）与投资回报
- 10.10. 编写水下机器人项目技术报告，并在由工程师和海事专家组成的评审委员会前进行答辩
本阶段内容
145 h预计学习时长12 周周（按您的进度）模块 11
水下机器人（ROV 与 AUV）硕士论文
- 11.1. 选题与研究问题界定
- 11.2. 确定研究目标、假设与范围
- 11.3. 文献综述与研究现状
- 11.4. 适用法规与技术框架分析
- 11.5. 研究方法与工作计划设计
- 11.6. 数据收集、处理与验证
- 11.7. 技术开发与结果分析
- 11.8. 讨论、结论与未来研究方向
- 11.9. 按照学术规范撰写论文
- 11.10. 在答辩委员会前进行展示与公开答辩
本阶段内容
145 h预计学习时长12 周周（按您的进度）规划学习节奏
水下机器人高级进修项目（ROV 与 AUV）的学制与学习形式
课程共 1,600 小时。告诉我们您每周能投入多少小时，我们会算出您实际完成的时间。
4 h30 h
每周学习 12 小时
31
个月即可完成
134 周
周（总计）
大多数学员以这一节奏完成课程，与分期付款计划十分契合。
师资团队
学术管理与师资团队
Navalis 教学团队：由仍在一线工作的业内专业人士授课并指导各项课程。
Dra. Marina Alcover学术总监兼质量保证负责人
Ing. Diego Cifuentes船舶焊接与无损检测高级讲师；焊接接头 QA/QC 负责人
Cap. Javier Abaroa (MCA)船舶操纵、电子航海（ECDIS/雷达/ARPA）与 GMDSS 高级讲师；STCW 合规与驾驶台资源管理协调人
Dr. Pau Ferrer船舶设计与仿真高级讲师；水动力学与 CFD 实验室主任
Dra. Nuria Llobregat海洋气象、SAR 与作业安全高级讲师；航行风险管理协调人
Ing. Javier Bañuls电气工程、自动化与 ETO 工程高级讲师；电子集成与机舱报警系统协调人
Ing. Sofía Marquina材料、复合材料与防腐高级讲师；先进涂料与涂层方向协调人
Ing. Tomás Riera推进系统、替代能源与混合动力系统高级讲师；能效与振动协调人培养目标
水下机器人高级进修项目（ROV 与 AUV）的培养目标
01掌握 ROV 与 AUV 的操作与维护：对机械、电气、液压与控制系统进行检查、修理和调整，确保可用性与安全。
02开发用于水下检测与修复的机器人解决方案：设计配备先进传感器和精确操作能力的模块化、适应性系统。
03全程管理水下机器人项目：确定范围、预算与进度，协调多学科团队并管理技术与后勤风险。
04解读数据并编写技术报告：使用统计分析与可视化工具发现趋势和异常，并向不同受众传达结果。
05设计控制与导航系统：实施鲁棒算法及结合传感器融合的惯性或水声导航，实现精度与稳定性。
06使水下机器人适应不同环境与需求：选择合适的 ROV 与 AUV，并集成用于检测、修复或测绘的传感器和工具。
职业发展
水下机器人高级进修项目（ROV 与 AUV）的就业前景
常见问题
关于水下机器人高级进修项目（ROV 与 AUV）的疑问
两者兼顾，包括 ROV 和 AUV。
是的。课程包含 ECDIS/Radar-ARPA/BRM，涵盖港口、大洋、雾航、恶劣天气和 SAR 场景。
在线授课并配有直播课程；可通过合作协议选择混合模式，进行模拟器训练/实习。
ROV（Remotely Operated Vehicle）通过脐带缆与水面船只相连，脐带缆为其供电并实现通信与控制；而 AUV（Autonomous Underwater Vehicle）独立运行，与水面没有物理连接，按预先编程的任务执行。
建议具备 SMCP 实用水平。我们提供标准用语的辅助学习材料。
可以，只要具备相关学历或海事/港口作业经验。入学面试将确认是否符合要求。
可选（3–6 个月），通过“企业与合作”项目及校友网络安排。
模拟器实操（评分量规）、航线计划、SOP、检查清单、小测验以及应用型硕士论文。
在线申请
入学流程
无需等待回电。材料齐全的话，您可以在同一次操作中完成报名。
入学要求
- 学历或职业背景：面向对船舶、海事、港口与物流领域感兴趣的学生、技术人员和专业人士。具体要求可能因课程而异。
- 语言：以中文授课；部分技术术语和资源可能以其他语言呈现。
- 材料：有效身份证件及完整个人信息。视课程层级，可能需要提供额外的学历或职业证明材料。
- 在线学习技术要求：配备稳定网络连接的电脑、最新版浏览器、PDF 阅读器及基础办公软件。部分课程需要特定软件，详见课程说明。
- 01提交申请填写个人信息、教育与工作背景并上传材料。
- 02即时审核我们核实材料是否完整、合规。
- 03完成注册选择全额支付或分期付款，锁定您的名额。
开始申请首付低至 ¥ 5,920
在委员会审核所提交材料之前，录取为临时录取。如不符合入学要求，将全额退款。