●技術簡介：
本技術基於團隊自行研發的AUV，開發一套光學與聲學整合系統以達成AUV可在視覺範圍外自主追蹤並跟隨聲波發送特徵的動態目標物，成具有聲光識別導航功能自主水下載具，應用於水下環境識別與導航創新技術整合架構。本技術促使自主水下載具應用範圍涵蓋大範圍三維水下環境探索及特定聲波物體追蹤與觀察任務需求。
●技術之科學突破性：
本研究提出結合光學與聲學功能的魚雷型自主水下載具設計架構，應用於水下環境識別與導航創新技術整合架構，具有許多創新與優勢能力，說明如下：
1. 水下載具整合開發成本較低
自主水下載具開發導入智能導引系統與水聽器訊息解算系統，較國外普遍採用的聲納導航系統，開發成本較低且關鍵零組件供應鏈完整具有相對的優勢。雖然光強度衰減和散射現象，可能限制以光學為基礎的光學式感測在水中環境的使用範圍，將輔以LED水下照明技術，得以獲得範圍的提升。
2. 深度學習方法提高水下環境識別適應能力
由於水下影像受環境影響的變異性高，導致影像識別能力大打折扣，也因此過去AUV搭載影像的功能作為記錄使用。本技術整合深度學習、特徵點辨識與色彩辨識等方法。藉由給予影像訓練資料庫進行深度學習，減低環境變異造成的影像差異，提升目標特徵與結構的識別能力。並且可以藉由訓練庫的強化，快速導入更多元目標物的識別任務。
3. 可執行廣域探索與近距離觀測任務
本技術融合聲光感測演算識別資訊，當水下動態目標物處於偵測、搜索階段(視覺範圍外)，使用聲學感測提高探索範圍進行動態目標物狀態估算與視覺識別定位動態目標物進行載具運動控制；當動態目標物處於辨識、追蹤階段(視覺範圍內)時，使用光學識別定位計算相對距離和方向角空間座標關係，進行近距離觀測與控制。
4. 水下四維立體環境模型建構方法
利用聲光感測與多重感測器的融合技術所產生的連續影像、聲紋資訊與深度等數據，可創建出完整的四維立體環境模型，在搭配慣性導航系統之六度運動資料後，不僅達到即時建模的功能，更可產生高解析度的水下環境模型網格。透過上述方法的應用，可開發出客製化、精確與接近真實的水下環境模型，用於需完整掌握環境資訊的數值分析應用。
5. 未知環境領域中低聲波反射物體與特定聲波紋物體探索能力
利用視覺感測高解析影像即時進行影像識別與運算，獲取環境資訊進行任務目的判別，得以在無法預先設置標定的未知環境中，使用影像進行目標定位執行探索任務，例如生物識別、棲地分析、海域巡查與等自動泊塢、海疆域武器巡檢等。對於低聲波反射物體亦具有獨特的優勢能力，例如汙染追查、障礙物閃避與小型物體偵蒐等。另外，結合聲學感測將具有聽聲辨位的能力，對於特定聲波紋物體可以近距離觀察與探索，例如，海疆域武器定檢與鯨豚生物遷徙路徑重建等。
●技術之產業應用性：
自主水下載具(AUV)泛指能多次使用，不搭載操作人員與乘客，能負載特定裝備或酬載，透過遠距控制或自主運作來完成特定任務的智慧型機器人，其特色在於可透過路徑預先設定及位置感知系統進行自主航行。AUV屬高度跨領域整合系統，應用面向多元且具有高度開發應用之價值性，高值化的自主水下載具研製逐漸成為海洋應用領域的既定面向，用以取代或協助以人力方式探索海洋極限環境、未知領域或危險區域等任務。其中包括建構水文圖資資料庫方面，AUV有助河川、湖泊、海床之水域、地形、水質、生物種類識別、棲地分析、汙染追查等調查；在造船工程領域應用有船體、港口結構以及其附屬物巡檢等任務；海洋工程方面有海底管線、橋墩、風機基樁、海床纜線與固定結構物體巡檢等，以及海疆域防衛應用領域，例如，航道清掃、危害偵蒐、低訊息任務、海疆域防衛性武器巡檢等，應用面向多元且廣泛。綜觀這些探測任務與應用，也同時突顯了視覺導航自主水下載具以及水下環境識別與導航創新技術架構的應用優勢。
另外，根據國際知名市調機構Markets and Markets 在2020年的自主水下載具市場調查報告指出，預估全球AUV市場規模將自2020年的6.38 億美元增長到 2025 年的 16.38 億美元，預計複合成長率(CAGR)達到20.8％。報告指出，AUV目前主要市場應用需求包括：海疆域防衛、近海與港灣保全、石油和天然氣儲量勘探和管道監測應用、海洋資料調查及測繪等，而潛在需求除了以商業、軍用及研究領域為主，其中最大經濟規模與技術發展的領域將是能源產業之相關應用。
報告中，在AUV發展技術上特別值得一提的是由於近年AUV於軍事國防以及海上工業應用需求增加，AUV大量擴增使用影像系統強化探測海床和環境資訊與圖像，並且能使其適用於更完整軍事國防、海上工業等應用，也利於過去欠缺的生物棲息地研究、漁業研究、海洋學以及考古學和勘探等高環境資訊需求的應用類別。
本技術以AUV開發技術基礎作為發展進程，創造經濟效應將延展至多項工業領域，包含載體與機構產業(機構設計規劃與開發、材料開發等)、影像與聲學處理系統設計產業(水下影像強化與辨識系統研發、聲學定位系統研發等)、動力系統整合產業(控制系統設計開發與感測系統設計開發等)、學科研機構(動力、流力參數模擬研究、數值分析、載具控制系統等)、驗證機構(整合功能測試、耐航性與潛深等)。

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