英国新型水下机器人HYBALL

随着微电子技术和计算机技术的飞速发展,水下机器人日新月异.水下机器人的功能越来越全,操作越来越方便,体积却越来越小.HYBALL水下机器人是英国HYDROVISION有限公司于九十年代开发研制的最新产品.该机器人是在英国八十年代的DUPLUS、UFO等水下机器人的基础上,吸收其优点,开发研制出来的.开发它的指导思想是“操作简单,成本低廉,保养维修方便,性能先进可靠,功能齐全”.     

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.     

基于UNITY3D的水下机器人视景仿真方法

水下机器人的视景仿真在整个机器人的研制中占有非常重要的地位.一方面应用在水下机器人航行时,进行实时监控,显示机器人的姿态信息.结合海底信息,为操作员的操控提供了重要的辅助信息;另一方面也应用在测试阶段的仿真航行,它可以反馈海底的障碍信息,提供高程深度数据.本文针对水下机器人视景仿真的需要,设计了水下机器人的视景仿真方法,利用UNITY3D技术进行开发,根据实际地图数据建立海底场景,显示水下机器人在水下航行的姿态,提高了海景的渲染效果和真实程度.本方法已经实际应用于"十三五"国家重点研发计划全海深水下机器人"海斗一号"中和国家重点研发计划全海深AUV中,在论证,测试,实用等各个阶段中,该方法都具有重要意义,为水下机器人的进一步研究提供了有力支撑.     

水下机器人永磁推进系统技术概况

水下机器人是执行复杂水下任务的重要工具,可进行水下探测、检修、救助、打捞与作业等工作,其功能和结构形式多样,推进电机系统是其动力来源。     

ARV水下机器人水面操作控制系统设计

自治缆控水下机器人（autonomous remotely-operated vehicle,ARV）是一种全新概念的水下机器人,它既有遥控水下机器人（remotely operated vehicle,ROV）的特点,又有自治水下机器人（autonomous underwater vehicle,AUV）的特点.它很好地结合了两种水下机器人的优点,代表了水下机器人未来的一个重要发展方向.基于用户数据报协议（User Datagram Protocol,UDP）、网络通信协议及RS-485通信协议,针对“海事一号”ARV水下机器人开发了上位机与下位机系统之间的操控终端.该操控终端通过上位机系统与可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）采集系统的程序设计,实现了“海事一号”ARV上位机与下位机的实时通信与控制,效果良好,传输效率较高.     

水下机器人参数辨识的量子粒子群算法

水下机器人动力学模型参数辨识是水下机器人运动状态控制、路径跟踪、状态监测、故障诊断及容错系统开发的基础,是水下机器人研究的核心内容之一.针对Falcon开架缆控水下机器人的动力学模型,将量子粒子群优化算法引入到水下机器人动力学模型参数辨识之中,提出基于量子粒子群优化算法(Quantum-behaved PSO,QPSO)的水下机器人动力学模型参数辨识,并将其辨识结果与粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)及遗传算法(GA)的辨识结果进行比较.仿真结果表明应用QPSO算法的参数辨识结果明显优于其它对比方法,说明了算法的有效性与合理性.     

超小型水下机器人智能定位系统

提出一种新的超小型水下机器人智能定位系统.融合短基线定位声纳、电子罗盘、X/Y倾角传感器和深度传感器组成超小型水下机器人定位的硬件系统,使用基于构件的方法开发了针对超小型水下机器人定位系统的水上控制计算机三维虚拟显示软件.使用马尔可夫自定位算法在实测定位声纳信号的间隙推算水下机器人的位置,提高定位速度,使其与姿态传感器同步.设计了定位算法有效性的测试实验,结果证明算法有效.     

水下机器人通用实时控制软件研究与实现

随着水下机器人技术的市场化，水下机器人通用实时控制软件成为研究热点．本文在总结水下机器人功能的基础上提出了水下机器人通用实时控制软件的三层体系结构．并介绍了按照这一体系结构开发出的一套水下机器人通用实时控制软件．     

基于水下机器人定位与探测方法研究综述

深海作为人类尚未完全开发的宝地已经逐渐成为各界研究人员工作的战略目标,而水下机器人能够代替人类进行水下的各种危险操作与探索工作,故当前水下机器人已广泛应用于诸多领域,协助人类进行水下开发与研究。其中水下目标探测与定位技术是水下机器人的重要研究内容。文章介绍并比较了几个应用于水下距离探测的方法、基本原理以及机理。阐述了超声波传感器水下测距、激光雷达水下测距、水下双目视觉测距等目前被广泛使用的方法,并结合水下机器人探测技术和应用现状对未来研究进行分析和展望。     

自治水下机器人的研发现状与展望

本文介绍了自治水下机器人的研究意义和分类定义.对水下机器人的研究现状和国内外有代表性的自治水下机器人型号进行了综述.讨论分析了水下机器人研究的的关键技术,包括智能水平,能源问题,导航系统,传感器系统,水下通讯技术和多水下机器人协作研究,并指出了水下机器人的未来发展方向.     

智能水下机器人技术展望

智能水下机器人作为一个复杂的系统,集成了人工智能、水下目标的探测和识别、数据融合、智能控制以及导航和通信各子系统,是一个可以在复杂海洋环境中执行各种军用和民用任务的智能化无人平台.由于水下机器人在海事研究和海洋开发中具有远大前景,在未来水下信息获取、精确打击和“非对称情报战”中也有广泛应用,因此水下机器人技术在世界各个国家中都是一个重要和积极的研发领域.基于实践和在相关技术难题上的经验,对智能水下机器人的发展现状和前景进行了描述,对这些问题可能的解决方案提出了建设性的意见.这些相关的技术包括:水下机器人载体设计技术、体系结构、基础运动控制技术、智能规划与决策技术、系统仿真技术、水下目标探测与识别技术、系统可靠性与容错技术等.随着科学技术的发展,人工智能技术将会在智能水下机器人上得到更为广泛的应用.然而水下机器人技术仍然处于基础研究和试验开发阶段,距离全面应用还有很长的路要走.     

美海军研究新型水下机器人

美国海军正在利用国防部的小投资额技术转让(STTR)计划投资开发两种新型的水下机器人,一种是机器人龙虾,另一种是自主滑行机器人.     

仿鱼机器人的开发

目前,正盛行水中机器人的开发,作为应用生物运动的实例,仿鱼机器人被开发出来.最初开发的仿鲷鱼机器人,从外形到功能,如无线通信、和鱼一样的驱动方式、水下游动能力等都得到社会的认可,许多杂志对其技术水平给予很高的评价.这些技术也适用于空棘鱼、鲤鱼等各种鱼类机器人的研制开发.这样,各种类型的鱼类机器人会源源不断地被研制和开发出来.     

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.     

深水油气开发中的水下机器人

介绍了国内外深水油气开发中水下机器人的研究状况与发展趋势,提出了针对不同场合研究不同类型水下机器人的建议。     

多水下机器人视景仿真系统技术研究

该文介绍了多水下机器人群体分佰式智能控制软件的视景仿真系统。以MultiGen Creator建模,利用实时视景开发软件包OpenGL Performer,采用POSIX Thread多线程技术,在Linux环境下开发了分布式多水下机器人三维视景仿真平台。实现了多水下机器人分布式智能控制软件系统的实时视景仿真,保证了整个系统的信息共享与时间同步。同时该文讨论了该视景仿真软件的开发过程以及整个系统的体系结构和信息流程。试验结果表明,该视景系统可逼真演示多水下机器人编队水下航行、作业等过程,并满足系统仿真的实时性要求。     

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.     

国内外几种水下机器人的性能对比与分析

近20年来,由于海洋开发与军事上的需要,一种新型的水下运行器——水下机器人发展很快。水下机器人品种繁多,技术密集度高,是公认的高科技领域。1966年美国的CURV水下机器人与“阿尔文”号深潜器配合在西班牙沿海将失落的氢弹从856米的大洋深处打捞上来,这是水下机器人在世人面前展现的一次最引人注目的杰作。水下机器人在大洋深处的杰出表现引起了各军事大国的浓厚兴趣。70年代的石油危机更使水下机器人技术的发展进一步加快。 水下机器人在50、60年代刚开始发展时,由于所涉及的新技术还不够成熟,电子设备的故障率高,通信的匹配、脐带容易绞缠以及起吊     

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。     

水下救援机器人的设计与实现

随着水下救援的危险加大,水下救援机器人成为帮助人们完成各种水下救援任务的重要辅助工具,其中遥感式水下机器人(ROV)得以广泛应用,然而ROV在水下进行工作时还是存在很多不确定因素.因此一个稳定可靠的控制系统是水下救援机器人水下作业的基础和保障.为了满足水下救援并且代替人工水下作业危险的情况,本机器人使用了陀螺仪加速度模...