水下成像镜头的光学设计

水下光学成像技术,如水下摄影、水下电视、水下激光距离选通成像系统等,是海洋研究与开发的得力工具,但由于水对光的散射和吸收等特殊的光学特性,以及使用环境的特殊性,使水下光学成像系统的设计和研制较陆上光学系统有更大的难度。本文指出了主要的技术关键,及设计与使用水下光学成像系统时需注意的问题,最后给出了水下电视光学成像系统设计研制的实例。     

海洋石油工程水下焊接技术的现状及发展

随着海洋石油工程的开发,水下焊接技术的研究、开发和应用势在必行。本文简要叙述了水下焊接方法的特点及问题,结合国内外水下焊接技术的发展及应用现状,并根据当前海洋油气资源开发中海洋平台的建造、安装和维修的需求,对今后的发展趋势及研发方向进行了探讨。     

水下井口系统密封技术研究和发展现状

针对海洋油气开发特点,总结了水下井口系统用主要密封装置,介绍水下井口系统密封技术及装置发展现状,分析水下井口系统密封区别于常规密封的特点,总结水下井口系统密封的关键技术,得出海洋油气发展方向决定了金属密封技术是水下井口系统密封未来发展的主要趋势的结论,并指出相关行业标准的制订将推动水下密封技术的发展。     

面向水下作业的水液压机械手研究与展望

水液压技术在水下作业环境中具有鲜明的技术优势,在海洋探测、海洋资源开发等领域具有广阔的应用前景。水下机械手是执行水下作业任务的重要工具,将水液压技术应用于水下作业机械手,可降低水下机器人-机械手系统的复杂程度、提高性能上限。通过阐述当前国内外各研究机构针对不同应用场景所研制水下机械手的结构特点、研究水平和商业化发展现状,对比分析不同驱动形式的优缺点及其对水下机械手性能和设计要点的影响,得出水液压驱动水下机械手是当前水下作业工具的最佳选择。在此基础上分析了水液压机械手设计中需解决的摩擦与润滑、材料、动力学模型、运动控制等关键技术问题,最后对水液压机械手未来发展的趋势进行了展望,以期为相关研究提供参考。     

海洋资料浮标观测技术应用现状及发展趋势

海洋资料浮标是一个涉及电子、通信、控制等多个领域的复杂系统,可以在各种复杂的海洋环境中提供长期、连续、实时、可靠的海洋观测数据,是海洋观测技术中最可靠、最有效、最重要的手段之一。本文简述海洋资料浮标的系统结构及其关键技术,分析了我国海洋资料浮标技术的技术水平及其与国际先进水平的差距;重点总结了近年来国内外海洋资料浮标技术发展与应用现状,对比分析了我国典型代表浮标与国外同类浮标的系统参数及观测参数,在此基础上,结合我国当前面临的形势及迫切需求,展望了海洋资料浮标技术的发展趋势。     

水下光纤窥镜的研制

1 引言水下光纤窥镜是采用光纤传象束及其它光学辅助元件制成的一种可在距观测目标一定距离处清晰观测测点的仪器.该仪器可用于各种具有一定透明度的非腐蚀液体,主要是用于江、河、湖、海中的表面及水下工程,如:水下打捞、海港与水下建筑、仪器布放,抢险救生、水产资源探测与监视等.随着光     

水域救援用水下机器人的发展现状与趋势

首先从工作原理、常见类型等2个方面介绍了水域救援用水下机器人,然后从理论与技术研究、有关行业的实战应用、现行有关国家标准、主要生产厂家、近年来以往城市水域救援案例及水下机器人参与救援有关情况等5个方面对水域救援用水下机器人的发展现状进行分析、总结,接着从救援作业风险、机器人发挥的作用、国内水下机器人的发展趋势等3个方面对发展趋势进行预测,并提出今后研究的重点、难点。认为国内水域救援中采用水下机器人等先进的科技装备辅助开展救援作业活动正在逐步形成为水域救援队伍必需的一项基本技能,今后水下救援中采用水下机器人将成为水下救援装备发展的新趋势。     

产经资讯

中国掌握200m水下焊接关键技术通过海洋水下焊接技术研究项目的实施,中国掌握了200m水下焊接及深海潜器焊接技术,填补了该方面的空白,将为海洋工程、石油开发、深海潜器制造等提供强有力的技术支撑。     

一种具备数据驱动能力的自主水下航行器控制系统设计

针对目前大部分自主水下航行器（AUV）采用预编程的工作模式不适用于动态海洋环境观测的问题，开展了基于数据驱动的控制系统研究。为了实现对动态海洋环境的自适应观测，提出了一种具备数据驱动能力的AUV控制系统设计。该控制系统在总体设计上采用双控制板的分布式架构并使用星形网络拓补结构方便内部通信以及后续设备拓展；硬件设计上使用模块化思想管理传感器并使用多种通信设备的融合工作保证通信的快速性与稳定性；软件上使用多线程并行设计并在上位机添加手柄遥控功能；最后通过仿真实验验证控制系统性能。实验结果表明该系统控制超调量为3%；滞后时间为2 s，满足海洋现象观测需要。该控制系统具备搭载数据驱动算法的能力，为基于数据驱动的动态海洋观测模式提供了硬件平台。     

自主水下航行器控制系统的设计及实现

在海洋观测、海底资源开发以及水下勘察等水下作业中,自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)已经成为不可或缺的装备.航位推算是AUV在水下自主航行的关键技术.因此,介绍AUV的结构组成、硬件控制系统以及软件控制系统等,重点介绍了一种AUV自主导航的航位推算算法以及最后的湖试实验...     

水下机器人发展趋势及前景

20世纪80年代以来,水下机器人是用于水下观察、测量、检修及打捞等水下应用的设备,包括无人遥控潜水器(Remote Operated Vehicle)和自主式无人潜水器AUV(Autonomous Underwater Vehicle)。水下机器人在军事战略、海洋能源开采方面有重要地位,在现阶段的海洋背景下,水下机器人将得到迅速的发展。基于此介绍国内外水下机器人的发展历程和现状,展望水下机器人技术未来的发展方向。     

我国自主/遥控水下机器人研究现状

随着科学技术的不断进步，我国在水下机器人领域取得长久、持续的发展，各种类型的水下机器人日益增加。其中，自主/遥控水下机器人（ARV）作为水下机器人发展过程中的一种新型混合式水下机器人应运而生，其融合了自主水下机器人（AUV）和遥控水下机器人（ROV）的功能，既可以携带通信电缆，又可以自带能源，具有自主与遥控相结合的多种作业模式的特点，在最近几十年被广泛研究并取得了优异的成绩和重大的进展。重点介绍了我国自主/遥控水下机器人的研究现状和应用案例。     

多功能水下逃生实训模拟器的设计

分析了国内外水下逃生实训模拟器的发展情况和海洋石油培训中心水下逃生实训现状，结合各种类型直升机和汽车的结构及落水状态，设计了多功能水下逃生实训模拟器。介绍了这一模拟器的结构，分析了制动系统，并给出了预设功能。这一模拟器可以实现翻转、下沉、上浮、倾斜等场景的逼真模拟，能够用于遇险水下逃生训练，实用性强。     

工业自动化领域中的无线技术

通信及传感器技术的发展,加快了工业自动化前进的步伐.作为一种通信手段,无线技术具有广阔的应用前景.该文介绍了工业自动化中无线通信的优点,阐述了两种典型的无线技术Zigbee和UWB的特点及其在检测、监视、无线传感器网络等领域的应用,并对二者进行了对比.     

基于机器视觉的水下视觉成像分析及优化

海洋是地球上重要的资源宝库之一，在人类历史中人们对海洋资源的利用在不断深化。随着现代技术的发展，水下机器人可以代替人类对海洋进行探索，其中水下摄像机是水下机器人执行水下任务必不可少的工具。根据水下视觉环境的分析，提出了摄像机的镜头畸变问题和水下噪声干扰问题，并分别使用张正友标定法和图像滤波方法来改善水下视觉图像质量。     

海底观测网接驳盒技术

利用海缆和接驳盒将布放在海底表面及海洋内的用于科学观测的仪器连成一个网络,并与陆地的因特网和电力网有机连接而组成的可实现长期、连续、实时的原位观测的海底观测网已经成为海洋科学研究的重要平台。研究和介绍海底观测网接驳盒所涉及的关键技术,包括接驳盒的电能供给及变换、高带宽通信与高精度对时、供电故障诊断与隔离、水下封装与设计等。基于所研究技术的接驳盒样机成功地进行水池和高压模拟试验、浅海运行试验、和深海组网试验等系列试验,并验证相关技术:基于直流变换的电能分配和供给方式可应用在海底观测网上;点对点的主干网光纤通信及多级树形结构的通信架构可满足海底观测网需求;独立端口的过电压、过电流和接地故障的诊断和隔离可提高系统的整体可靠性;模块化的封装结构和可维护的分离结构可降低成本并提高了系统的可维护性。     

ZigBee无线通信协议的技术支持及其应用前景（上）

网络和通信技术的发展．使人们对无线通信的要求越来越高短程．低速、廉价的无线通信技术正成为关注的焦点。目前一种新的无线通信技术引起了人们的关注．这就是所谓的“ZigBee”技术。ZigBee这个名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式．蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置．距离和方向等信息。有了ZigBee这种低速率通信技术．其所支持的应用更贴近人们的日常生活。本文主要就IEEES02．15．4标准ZigBee技术及其支持．应用前景和应用开发等方面的问题作一介绍。     

基于原子干涉技术的水下重力辅助导航研究展望

重力辅助惯性导航是当前水下潜航器导航定位研究的热点和前沿问题,有望成为下一代水下高精度导航系统发展的重要方向。首先,介绍了水下重力信息对于校正惯导系统误差的重要性,阐述了水下重力辅助惯性导航的基本原理与技术内涵;然后,从无图匹配、有图匹配等不同发展阶段,总结了基于传统相对重力仪的水下重力辅助导航的研究现状及发展趋势;进一步分析了下一代水下自主导航系统对高精度绝对重力测量技术的需求,梳理并讨论了基于原子干涉重力测量技术的最新发展及应用状况,展望了原子干涉重力测量技术在水下惯性导航领域的应用前景并总结了仍需解决的关键技术;最后,给出了我国重力辅助导航研究存在的不足及发展建议。     

基于鱼类体线感知机理的水下机器人水流场识别研究

无人水下航行器(Unmanned undersea vehicle,UUV)是水下作业探测中一种应用广泛的工具,它能否很好地适应水下环境对其远距离正常工作有着重要影响。与水下鱼类对比,机器人与水下环境间的交互能力相去较远,其中尤以水下机器人对海洋环境的水流特征识别最为重要。传统UUV在水下的控制运行必须消耗大量能量维持状态与运行,这种被动应对环境的方式具有很大的不足,也对无线遥控水下机器人的生存造成障碍。因此,水下机器人能否正确感知水流是其能否进一步探索利用海洋的重要因素。研究发现,鱼类的侧线系统可感知水流,并辅助运动规划。研究鱼类侧线感知水流的机理,针对鱼雷型UUV的不同水流环境,使用计算流体动力学方法提取本体压力数据,选择线性判别分析与支持向量机技术训练并建立水流感知分类模型,从功能角度仿生侧线感应水流能力。模型测试表明,不同的水流工况下UUV识别到不同模式,可进行本体周围水况区分度辨识,为水下机器人识别水流环境与利用海洋提供一种新的视度。     

仿生水下机器人研究现状及其发展趋势

仿生水下机器人以其高度灵活性及逐渐智能化的特点,成为近年来机器人领域研究的热点。仿生水下机器人按照模仿水下生物的运动方式可分为:仿鱼水下机器人、仿多足爬行动物水下机器人和仿蠕虫水下机器人。文中具体地阐述了这三类中具有代表性的仿生水下机器人的特点。随着科学技术的发展,仿生水下机器人在智能材料制成的驱动装置、游动机理方面会不断地完善,在个体的智能化和群体的协作方面也会有很大的发展。