北极冰下自主/遥控机器人控制系统设计

针对北极冰下海洋参数监测的使命要求,对水下机器人控制系统进行了相关研究,将PC104总线与CAN总线应用到自主/遥控水下机器人中,实现了一种分布式与集中式相结合的水下机器人控制系统体系结构.从硬件和软件两个方面描述北极自主/遥控水下机器人控制系统的实施方案.     

模块化自主水下机器人的机械设计与实现

介绍了一种具有基本航行能力且可扩展其他功能的模块化水下机器人.利用3维设计软件Solidworks及计算流体力学软件CFX对外形进行分析优化,降低水下机器人的功耗;对各功能舱段及段与段的连接形式采用模块化设计,结构简单,便于更换维修;此外还对耐压壳体强度及稳定性进行了理论计算及软件仿真.湖试证明,该水下机器人利用自身携带的传感器可以完成基本航行功能,包括自主定向航行、自主定速航行、自主定深航行、位置闭环航行等功能.     

基于局域网的多水下机器人仿真系统设计与实现

多水下机器人仿真系统是一个能够对多水下机器人系统的体系结构、协调控制、路径规划、学习算法等进行演示验证的分布式实时数字仿真系统,是开展多水下机器人技术研究的基础和有效手段．讨论了应用基于局域网的分布式仿真技术来解决多水下机器人系统仿真的问题,并详细说明了仿真系统的硬件组成和软件总体设计．     

智能水下机器人任务规划专家系统的研究

任务规划是水下机器人智能的重要组成部分,是实现水下机器人自主作业的关键。本文简要介绍了一个智能水下机器人任务规划专家系统的组成结构、知识表达方式及推理机设计,并对今后任务规划进一步的研究提出了一些设想。     

水下滑翔机器人载体外形设计与优化

借助流体动力计算软件CFX和Matlab,对水下滑翔机器人载体外形进行设计和优化．通过对4种载体方案的分析计算和运动仿真,最终得到了一种比较合理的外形方案．研究结果表明,采用CFX流体动力计算软件对于研究水下机器人载体的外形结构,尤其是在方案设计阶段在外形流体动力设计中具有重要的作用,可缩短研制周期、降低设计成本．     

一种水下足式机器人的设计方案研究

海洋蕴含着丰富的自然资源,对海洋资源的合理开发与运用可以极大的缓解能源短缺问题,但由于海洋的复杂环境所带来的资源开发难度也不容忽略;针对这系列问题,对一种新型水下航行器进行研究,开展了水下足式机器人的总体设计分析,并通过三维建模对机器人进行结构设计;利用ANSYS对机器人关键运动部件进行应力分析,对机器人的设计进行完善;利用FLUENT软件进行流体模拟仿真,计算得到机器人腿部在水下运动时的受力特性;使用Adams软件对机器人的运动进行动力学仿真,计算机器人腿部扭矩输出特性;结合仿真结果对机器人的硬件系统进行选型,完成水下足式机器人的总体设计。     

多关节水下机器人方案设计与关键技术应用

针对自主水下机器人作业能力不强及现有链式多体水下机器人因推进器外挂而减弱了机器人通过性等问题,文章提出了一种多关节水下机器人总体设计方案,该多关节水下机器人由功能载体与基本载体经连接关节串联构成。文章首先介绍了功能载体与基本载体的结构构成;接着对方案中使用的关键技术原理进行了详细分析,如射流操纵、矢量推进、折叠天线等;最后研制了多关节水下机器人基本载体物理样机,并依次进行了湖上试验与海上试验。在定向变深度航行试验中,深度误差不大于±0.1 m,航向误差不大于±1°,试验结果验证了多关节水下机器人基本载体的航行能力,证明了文章所提出的多关节水下机器人设计方案的可行性。     

智能化水下机械手的研究

水下机械手的研究和设计对水下机器人的应用和发展具有重要的影响,而智能化水下机械手要具有自主路径规划和目标类型判断的功能.文中首先简要叙述了水下机械手的发展现状和存在问题,然后通过分析抓取任务及环境信息的获取,设计了系统的硬件结构和软件组成.接着通过对水下机械手进行数学建模,阐述了抓取操作的工作原理,并给出了一个抓取过程的实例曲线.     

RoboCup中型组足球机器人系统关键技术

RoboCup中型组机器人足球比赛是一个研究多自主移动机器人、机器人视觉及其他相关领域的标准测试平台。从机器人机械结构、硬件结构、体系结构、环境感知、行为及策略等方面详细介绍了RoboCup中型组足球机器人系统相关关键技术的研究现状,最后展望了RoboCup中型组足球机器人系统的技术发展趋势。     

水下滑翔机器人嵌入式控制系统

本文对水下滑翔机器人的特点进行了详尽的分析.针对水下滑翔机器人控制系统的软、硬件组成特点和水下滑翔机器人工作原理,详细介绍了水下滑翔机器人嵌入式控制系统的软、硬件系统的组织机构.细致地阐述了软、硬件系统的设计理念与实现方法.     

水下滑翔机器人控制系统设计与实现

本文以水下滑翔机器人为研究对象,首先简要介绍了水下滑翔机器人的总体结构,然后重点研究了其控制系统的设计方案,阐述了控制系统软、硬件的设计与实现,通过水下滑翔机器人湖试验证了控制系统设计合理,运行正确,实现了水下滑翔机器人的基本运动。     

水下机器人在渔业中的应用现状与关键技术综述

总结了2007～2021年水下机器人在渔业环境监测与水生动物行为监视、水生动物视觉识别与捕获、水生动物生存环境维护方面的应用现状,综述了在渔业场景下应用的水下机器人的关键技术,分析了水下机器人结构设计与外形优化技术、水下机器视觉与图像增强技术、水下运动规划和水下环境信息获取与传输技术等的研究现状与存在的问题。最后,展望了专用于渔业场景的水下机器人在未来的研究方向。     

具有智能行为的双汉堡包机器人

日本东京大学工业科学研究所的T.Ura教授和他的研究小组研制了一种称作“双汉堡包”的自主式水下机器人。该机器人不用操纵人员控制,能够根据自己的判断进行运动。 这是一种为开发自主式水下机器人的各种软件与硬件用的通用试验台,它由一台内装的计算机进行控制。机器人通过用附属的TV摄像机和超声波测距机判断周围的环境进行运动,它也可以使用视觉与音响通信设备。 在水下工作的机器人通常叫作自主式潜水器(AUV),美国和英国都在大力研究这种潜水器。日本已研制了6种型号的AUV,其中5种是用于探测工作的,但该机器人是第一个能执行需要进行复杂智能判断任务(包括固定作业)的AUV水下机器人。     

一种用于水电站水工建筑物缺陷检测的水下机器人系统设计

水电站水工建筑物缺陷检测目前是由观察型机器人或潜水员完成,存在检测手段少、运行受水流影响等问题。对此,文章针对水电站水工建筑物结构及缺陷特点,研制了一套水下检测机器人系统。该系统利用水动力仿真、静水力分析及稳性分析等方法,优化推力和布局布置、外形等选型和设计,解决了本体浮游和履带复合控制模式、不规则坝面吸附技术、多自由度姿态翻转和运动、缺陷位置定位等技术问题;同时,采用自主开发后处理软件,对声光电传感器数据进行融合,完成了缺陷判别与测量以及修补材料方量的估算,软件识别理论误差为7.4%,小于项目的 20%误差率要求,解决了缺陷判别与测量和修补材料方量的估算问题,最终实现了机器人在水电站水工建筑物的水平面、斜面坡、直立面及曲面环境下的水下缺陷检查、缺陷定位、缺陷尺寸测量及数据记录收集等水下无人化检测作业的目标。最后,通过水池功能试验,验证了该水下检测机器人系统的可行性。     

基于前视扫描声纳的成像与目标特征提取

AUV(Autonomous Underwater Vehicle)是一种可以在未知的水下环境中自主工作的机器人,它的自主性、安全性和智能化等优点,使其成为现代水下机器人研究的重点。本文基于主动前视扫描声纳的特性和水下目标几何特性,完成水下环境灰度地图可视化,并利用最小二乘拟合理论和椭圆逼近原则对处理后的图像进行特征提取,为之后的目标识别和路径规划提供可用的信息。     

中国研出新概念水下机器人 有助海洋监测

据中国科学院消息,中国科学院沈阳自动化所自主开展研发的“混合型水下机器人(ARV)关键技术研究”及“水下滑翔机器人研究”顺利通过验收。这标志着沈阳自动化所在新概念水下机器人研究方面又取得了技术突破。ARV是一种集自治水下机器人(AUV)和遥控水下机器人(ROV)技术特点于一身的新概念水下机器人。它具有开放式、模块化、可重构的体系结构和多种控制方式(自主/半自主/遥控),自带能源并携带光纤微缆,既可以作为AUV使用,进行大范围的水下调查,也可以作为ROV使用,进行小范围精确调查和作业。与传统的AUV相比,ARV可以携带机械手,增…     

水下机器人便携式遥控单元设计

本文介绍了一种基于单片机与触摸屏的水下机器人便携式遥控单元设计方法,主要包括便携式遥控单元硬件结构、单片机与触摸屏之间的通信以及遥控单元软件设计等内容。通过该便携式遥控单元在北极冰下自主/遥控海洋环境监测系统中的成功应用,证明了这种遥控单元不仅具有良好的人机交互环境,而且具有体积小、操作方便、成本低和可靠性高等优点。     

基于自主作业的AUV视觉系统

自主作业能力是智能水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)的发展方向 ,本文介绍了用于AUV作业的一个视觉系统,描述了系统的硬件结构和软件体系,论述了水 下图像处理方法,详细描述了用于目标识别的神经网络的结构、建模及神经网络识别方法, 给出了神经网络特征向量和识别结果．     

基于GPRS的水下滑翔机器人监控系统设计

水下滑翔机器人具有续航能力强、作业时间长等特点，适合于大范围海洋环境监测应用，可用于构建近海海洋环境立体监测网络。利用近海较好的GPRS网络覆盖条件，设计了基于GPRS网络的近海水下滑翔机器人监控系统。该监控系统不仅实现了在现场监控中心对水下滑翔机器人的监控，还可以通过Internet网络对水下滑翔机器人进行远程监控。文章详细介绍了监控系统的总体架构、GPRS终端硬件设计和系统软件设计。     

基于大地形管理的水下机器人视景仿真系统

研究水下机器人视景系统优化设计,针对水下机器人的航行环境具有不可接近性和未知性的特点,为创建水下海洋生物和可观世界环境,利用虚拟的计算机仿真环境作为水下机器人初期调试的“平台”具有十分重要的意义.建立了基于大地形管理的水下机器人视景仿真系统.有关大地模型建立、场景效果等,利用函数变量方法自定义机器人运动引擎,采用粒子系统仿真了机器人尾流流场和低噪音的实现.依托软件平台MultiGen Creator和Vega,利用Vega与Visual C++混合编程实现LADBM模块的大地形管理,进行仿真验证.仿真结果表明,视景仿真系统逼真地再现了水下机器人在大范围区域探测目标及自主航行的过程,有效地解决了水下机器人长距离自主航行视景仿真中的大地形管理问题.