一种用于水下机器人的触沉传感器研究

本文论述了一种用于水下作业机械手的机器人触觉传感器的结构及工作原理，这种传感器的开关类似于水下生物的“触须”，能够在４个方位上判别与对象接触的位置及接触长度，对于其他形式的机械同样适用。     

一种水面救助机器人

本文介绍一种能在恶劣海况下,向遇险船舶送递导引缆绳和向落水人员快速送递救 生圈的水面救助机器人．该机器人具有抗涌浪能力强、体积小、重量轻、速度快以及机动灵 活的特点,还可广泛应用于其他领域．     

基于Linux的嵌入式水下机器人系统设计

介绍了基于Linux的水下机器人嵌入式系统的设计.硬件系统主要由主控制单元、感知单元、监控单元、执行单元、电源单元等部分组成软件系统是在Linux操作系统下搭建的,采用多线程技术,稳定性高,占用资源较少.     

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。     

新型仿生水下子母机器人系统设计

传统的水下子母机器人在水下作业时母机器人会有噪音大、体积大和隐蔽性差的缺点,而且子机器人作为提高水下机器人位置精度和续航时间的重要手段大多采用尾部摆动、机身两侧划水、小型螺旋桨推进等方式,造成运动过程中稳定性差、噪音大而且尺寸难以微型化的缺点.为了克服这些不足,设计一种新型仿生水下子母机器人系统.该系统球形母机器人采用喷水电机进行喷水推进,减少噪音,增加隐蔽性,并为微型子机器人提供控制信号和能源.微型子机器人以樽海鞘为原型基于仿生原理设计,在水下运动透明度高、隐蔽性强、稳定性高.建立球形母机器人的喷水推进器和微型子机器人的微型驱动器的驱动力计算模型,同时建立微型子机器人的水下转向模型.最后制作子母机器人样机并进行子母机器人的水下运动实验,以验证所设计的子母机器人系统的有效性.     

遥控水下机器人系统在水库大坝水下检查中的应用

通过遥控水下机器人系统在水库大坝面板趾板、水库进水口、宋代古陂等工程水下检查中的实际应用,总结遥控水下机器人在清水环境下渗漏点查找、浊水环境水下冲刷检查、流动水环境水下金属锈蚀检查、易缠绕环境条件下水下检查的应用技巧,归纳遥控水下机器人系统的特点、技术优势及适用范围,为解决遥控水下机器人系统应用中出现的线缆易缠绕及难以发现大坝渗漏点等问题积累经验。     

一种水下机器人的工程解须的研究

本文介绍了一种类似生物触 水下作业机器人的触感器的工作原理的结构，并对传感器信号进行了处理，为机器人控制提供感受信息。     

一种用于接力赛的NAO机器人比赛系统设计

基于NAO机器人平台设计了一种机器人接力比赛系统,提出并试验了一种基于接力赛比赛规则的机器人控制系统。通过单目视觉控制NAO机器人识别并区分周围环境和接力赛赛场跑道;通过运动控制设计控制NAO机器人完成行走转弯等动作;利用Socket通信设计 NAO机器人之间的接力通信使机器人完成整个比赛流程。设计了逆运动学求解步态算法,使比赛系统具有稳定性及快速性。实验证明该比赛系统可行,且该系统在 “软银机器人杯”2018中国机器人技能大赛中获得一等奖。     

基于单目视觉的水下机器人管道检测

以单目CCD摄像机为视觉传感器,利用视觉系统测量方法获得水下管道的导航信息,并在此基础上建立了一个用于水下机器人的水下管道检测系统． 按照数据结构的抽象程度,将系统中传递的数据信息分为由低至高4个层次,描述了各层次内容,详细介绍了水下机器人管道检测方法． 为了提高系统的准确性和实时性,采用了动态窗口管道检测方法．在室内实验水池中,以某型号水下机器人为试验载体,进行了多次管道跟踪试验,验证了系统的可行性和有效性．     

水下机器人在海上单桩基础风机水下检测中的应用

随着我国海上风电的高速发展,大量的风机已经完成建设和并网。由于海洋环境恶劣,海上风机基础水下结构长期受高压、强腐蚀、冲刷以及海生物附着等作用,容易产生较严重的水下缺陷,桩基周围海底也易受海流冲刷作用发生地质变化,从而对桩基的稳定性产生一定的威胁,风机基础的水下检测需求日益增加。通过实际检测作业取得的成果与经验,本文阐述了一种使用水下机器人搭载高清摄像、图像声呐、三维扫声呐、接触式CP探针、高压水枪以及直角尺等检测与作业设备,对风电单桩基础进行综合水下检测与健康评估的方法。     

面向水下检测的缺陷图像数据库系统

在对水下结构物进行成像检测的过程中,得到了结构物缺陷图像、采集信息、缺陷特征及缺陷类型等大量数据资料.为有效存储、管理上述数据,建立了面向水下检测的缺陷图像数据库,阐述了该数据库系统的结构、设计思想及实现方法;并给出了缺陷样本库的建立过程;最后介绍了水下检测过程中该数据库在缺陷分类、定量分析及安全评估方面的应用.     

一种水下机器人传感器故障诊断与容错控制方法

采用自适应滤波器ＦＩＲ 对水下机器人进行在线自适应建模,并利用ＬＭＳ算法来调节滤波器的权系数．通过对滤波器权系数和误差信号平方的分析,实时检测出传感器的故障,并应用ＦＩＲ 滤波器输出替代故障传感器信号,实现传感器故障情形下水下机器人容错控制．应用该方法对Ｏｕｔｌａｎｄ１０００水下机器人传感器的故障进行检测和容错,实验结果表明所提故障检测方法准确可靠,具有较好的容错效果．     

小型水下观测机器人设计与控制的研究

为适应核电反应堆大修组件检测以及石油、水下养殖、考古、探矿、航运及水下工程监测等一些危险的或人不方便检测的水下作业环境,而现有检测设备存在体积较大、费用昂贵、功能不完善等问题,提出了一种小型水下观测遥控式机器人的设计方法,重点解决了结构设计和远程控制中有关的密封方式、机械手设计、摄像机云台设计、驱动方式、水下控制等问题,并通过实验验证了该设计方法的可行性和有效性;相比同类产品,具有性能稳定、功耗低、价格低廉等优点。     

基于能源消耗最小的自治水下机器人一机械手系统协调运动研究

描述了自治水下机器人搭载的三功能水下电动机械手的设计．鉴于自治水下机器人一机械手系统是运动学冗余的且自带能源，因此将系统阻力优化函数引入逆运动学求解，设计了基于系统能源消耗最小的系统协调运动规划算法．仿真表明，该算法在解决系统冗余度的同时，有效地减小了系统能源消耗．     

水下机器人多传感器并发故障检测方法

针对水下机器人多传感器并发故障检测问题,提出了一种小波分析和神经网络相结合的故障特征提取 方法,将小波多分辨率分解后的细节系数进行小波重构,对重构后的细节系数进行融合得到整体高频细节信息量作 为一类故障特征值;同时,基于改进的Elman 网络建立水下机器人的全阶状态观测器模型,模型输出与传感器测量 值之间的差值作为另一类故障特征值．为进行水下机器人多传感器并发故障定位,提出了一种模糊加权属性信息融 合方法,将两类故障特征值的重要度与可信度进行模糊合成转换,基于转换结果将各故障特征值加权融合,进行水 下机器人多传感器并发故障定位．水下机器人实验样机的水池实验结果验证了本文所提方法的可行性和有效性．     

一种水下机器人集成仿真系统的设计

在水下机器人的设计和开发过程中有一个严重的限制问题,就是由于水下机器人工作在较深的水中,因此很难观察到水下机器人的工作情况.针对实验室开发的新型水下机器人,该文的集成仿真系统提供了一个虚拟的海洋环境,和一些传感器的仿真,能够较为真实地模拟水下机器人的工作过程.它允许研究人员在实验室里方便地进行测试,并通过三维实时的图形场景对机器人的工作过程进行监控.最终通过仿真试验,完善了机器人控制系统的设计.     

水下机器人惯性导航技术综述

惯性导航系统可以提供水下机器人（remotely operated vehicle, ROV）的位置和航向信息等,对水下机器人定位及控制至关重要。ROV的惯导系统以纯惯性导航为主,通过陀螺仪与加速度计等传感器,获取机器人的姿态角及加速度信息,并通过积分计算得到机器人的位置信息。然而,积分计算会使得误差随时间累积增加,因此纯惯性导航系统往往会辅以各式的航距或声学定位手段,以得到准确的位置信息。现有的组合方式包含声学、光学和视觉-惯性等多种方式,未来水下机器人的惯导技术将会向何种方向发展,是值得研究的问题。本文从组合方式及组合算法角度切入,分析了目前水下惯导组合与修正算法,指出了当前ROV惯导系统的高精度、多源融合和智能化的发展方向,同时列举了ROV惯导系统应用于工业领域需克服的低精度及鲁棒性等问题。     

水下机器人的单目视觉定位系统

介绍了OutLand 1000型水下小型远程遥控机器人(ROV)所携带的视觉系统,并通过实验对水下摄像机进行了标定,获得了像机的内参数.不同于陆地机器人的简化摄像机模型,针对水下环境对像机模型的影响,建立了水下像机的非线性畸变模型,在此基础上,对陆地单目视觉定位算法做了改进,并完成了系列水下实验.实验结果表明:经改进后的视觉定位方法提高了水下定位精度.     

基于VxWorks的水下机器人通信系统设计

针对水下机器人（ROV）在深海高噪声干扰环境中工作的特点,设计了一套基于VxWorks实时操作系统的ROV整体通信系统,实现了水下核心控制器对水下分系统快速高效的信息采集和数据分配,水下系统和水面控制器稳定实时的数据交换;硬件方面设计了以CAN总线为基础的水下通信系统,通过FPGA实现了CAN总线和PC104总线之间的时序逻辑转换,软件方面设计了基于TCP/IP协议栈的水面操控台和ROV之间的网络通信方式和水下各系统之间的CAN总线通信方式,着重介绍了基于缓冲队列的网络通信编程;通信系统数据测试实验表明：CAN总线通信和网络通信均具有良好的实时性和可靠性,满足最初的设计需求,而且采用模块化设计,便于维护和移植。