高速无人水下航行器运动控制系统设计与实现

合集下载

水下无人机的控制系统设计与优化

水下无人机的控制系统设计与优化

水下无人机的控制系统设计与优化随着科技的不断进步,水下无人机以其灵活性和高性能的优势越来越受人们的关注。

而水下无人机的控制系统设计和优化,则是保证其性能良好并能够实现各种任务的关键所在。

一、水下无人机控制系统的组成水下无人机控制系统的组成主要分为三部分:传感器、计算机和执行机构。

传感器主要用于检测环境参数和无人机状态数据,例如水下深度、温度、水流速度等;计算机则是负责接收传感器数据并根据任务要求作出相应的控制决策,控制水下无人机实现各种运动;执行机构则是根据控制指令对无人机进行控制,例如螺旋桨、舵等。

二、水下无人机的控制策略水下无人机的控制策略主要分为两类:开环控制和闭环控制。

开环控制主要是根据预设的输入信号直接控制执行机构实现对无人机的控制,适用于较简单的任务,例如直线运动。

闭环控制,则是通过反馈控制,根据传感器获取的实时数据来进行控制,实现更复杂的任务。

三、水下无人机控制系统的优化为了实现水下无人机的更优性能,可以通过以下几个方面进行优化:1.优化传感器的选择:根据水下环境的特点和任务需求,选择适合的传感器,例如深度传感器、温度传感器、水流速传感器等。

2.控制策略的选择:根据任务需求,选择合适的控制策略,例如开环控制或闭环控制,以及PID控制或者模糊控制等。

3.优化控制算法:针对特定任务,设计合适的控制算法,并进行优化,以提高控制的准确性和反应速度。

4.优化执行机构:根据任务要求选用合适的执行机构,例如增加船体的稳定性、提高螺旋桨的推进力等。

5.优化通信技术:加强水下通信技术,增加无人机控制的可靠性和安全性。

四、水下无人机控制系统的应用水下无人机的控制系统应用广泛,例如环境监测、水下勘探、沉船探测和打捞、海洋科学研究等。

其中环境监测是应用最为广泛的领域之一。

利用水下无人机的灵活性和高性能,对水下环境进行实时、准确、全面的监测,为环境保护和科学研究提供了有力的技术支持。

五、结论水下无人机控制系统的设计与优化是保证水下无人机性能的重要保障,其性能的优化不仅关系到任务的完成质量,而且直接影响到航行安全和无人机的使用寿命。

水下机器人智能控制系统的设计与开发

水下机器人智能控制系统的设计与开发

水下机器人智能控制系统的设计与开发随着科技的不断发展,水下机器人的应用越来越广泛。

水下机器人一直是海洋探索和开发的一个重要工具。

相比于传统潜水员,水下机器人不仅可以在更深的海底进行操作,还可以在水下进行更长时间的工作并且不受天气和潜水员体力的限制。

在探测海洋资源、执行深海油气开发、海洋科学研究和水下考古等方面都有着不可替代的作用。

而这些水下机器人的高性能背后需要的是智能控制系统的支持。

一、水下机器人的分类和构造在水下机器人智能控制系统的设计与开发之前,首先要了解水下机器人的分类和构造。

按照功能的不同,水下机器人可以分为遥控式和自主式两种。

遥控式水下机器人,通过在水面上的操作员控制一个内置机械臂、灯光、摄像头和其他传感器的机器人设备。

这种水下机器人的控制需要传输相应的信号,并且需要一个专业的操控者才能够符合预期的操作结果。

这种方式下一般是直接将控制电路板集成在水下机器人中,需要直接操作的人员也会带上相应的无线电通讯设备和水下机器人的控制器。

自主式水下机器人,其内置的电脑和传感器可以通过编程和预设的算法自主实现对环境的认知、运动控制和任务处理。

这些水下机器人能够进行无人控制的工作,可以预设工作范围和路径,可以进行数据采集和传输。

同时还能够通过与外界的互联网进行联动,实现更加高效的水下作业和监测操作。

无论是遥控式还是自主式的水下机器人,它们的构造都有着相似的外形和组成结构。

主要有三部分构成:机身、推进器和执行器。

机身是水下机器人的基本结构,是容纳电池、执行机构、监控实验设备和通讯装置的部分。

推进器的种类多种多样,从单个螺旋桨到多个桨叶的大型调节器,从依靠遥控操作的小型浮力推进器到与机身一体的小型调节器都有在使用。

执行器则是在水下机器人的运动控制中发挥重要作用的设备,可以进行气压、机械和电动等多种形式的作业。

水下机器人是一种高技术含量的工程,其所涉及的知识体系十分广泛,涉及到物理、电子、电气、水下工程学和计算机科学等方面。

水下机器人控制系统设计及其仿真

水下机器人控制系统设计及其仿真

水下机器人控制系统设计及其仿真随着科技的不断发展,水下机器人在深海勘探、海洋科学研究、海底资源开发等方面的应用越来越广泛。

水下机器人的控制系统是其重要的组成部分,它直接影响到水下机器人的性能和应用效果。

因此,本文将围绕水下机器人控制系统的设计及其仿真展开讨论。

一、水下机器人控制系统的组成水下机器人控制系统包括了传感器、控制器和执行器三个组成部分。

传感器负责检测水下环境和机器人内部状态,将检测的信息传输给控制器。

控制器根据传感器反馈的信息和预设的控制策略进行计算,并将计算结果发送给执行器。

执行器则负责将控制器的指令转化为物理动作,完成机器人的控制任务。

水下机器人控制系统的三个组成部分相互协调,形成一个完整的控制系统。

二、水下机器人控制系统设计流程水下机器人控制系统的设计流程包括了系统需求分析、控制策略设计、系统建模和仿真验证四个步骤。

系统需求分析是水下机器人控制系统设计的起点。

设计者需要了解水下机器人的任务、工作环境、性能要求等信息,并根据这些信息确定控制系统需求,确定传感器种类和数量、执行器种类和数量等。

控制策略设计是控制系统设计的关键环节。

设计者需要根据水下机器人的工作特点确定合适的控制策略,如PID控制、滑模控制等。

控制器的输入和输出也要在这个环节中确定。

系统建模是控制系统设计的技术基础。

设计者需要将水下机器人及其控制系统建模成动态系统。

这个建模过程需要分析控制策略和水下环境对系统的影响,并综合考虑机器人的物理特性。

仿真验证是用来验证控制系统设计是否正确的重要步骤。

仿真可以帮助设计者模拟实际场景,分析系统响应,评估系统性能和稳定性,识别潜在问题等。

三、水下机器人控制系统仿真工具水下机器人控制系统仿真需要使用合适的工具。

目前,常用的水下机器人仿真软件有Simulink、Orca3D、AutoCAD、VirtualLab等。

Simulink是一款由MathWorks公司开发的,基于模型的设计工具。

水下机器人的控制系统设计及实现

水下机器人的控制系统设计及实现

水下机器人的控制系统设计及实现第一章引言随着科技的进步,水下机器人在海洋勘探、救援、海底管道维护等领域扮演着越来越重要的角色。

而一个高效稳定的控制系统是水下机器人能够顺利完成任务的关键之一。

本文将重点介绍水下机器人控制系统的设计及实现。

第二章水下机器人的控制系统概述水下机器人的控制系统主要由感知模块、数据传输模块、控制器和执行机构四部分组成。

感知模块负责收集环境信息,数据传输模块将信息传输给控制器,控制器根据接收到的信息制定控制策略,并通过执行机构实现运动控制。

第三章感知模块设计与实现感知模块的主要任务是获取水下环境的相关信息,包括水温、水压、水质、水流速度等。

针对不同的任务需求,可以采用不同的传感器,如温度传感器、压力传感器、水质传感器和流速传感器等。

这些传感器将信息传输给控制系统的数据传输模块,为后续的控制策略制定提供准确的数据支持。

第四章数据传输模块设计与实现数据传输模块起着枢纽的作用,将感知模块收集到的信息传输给控制器,并将控制器制定的控制策略传输到执行机构。

传统的通信方式包括有线通信和无线通信,对于水下机器人而言,由于受到水的传输特性的限制,无线通信往往是首选。

可以使用声波、电磁波等方式进行数据传输,同时还需要考虑通信的稳定性和抗干扰能力。

第五章控制器设计与实现控制器是整个系统的核心,其负责根据感知模块和数据传输模块提供的信息制定控制策略,并将策略传输给执行机构。

控制器的设计主要包括传感器数据处理、控制策略制定和控制指令生成等三个方面。

其中,传感器数据处理过程中需要进行数据滤波、数据融合等处理,控制策略制定需要将感知信息与任务要求进行匹配并确定最优策略,控制指令生成则需要根据策略生成具体的指令。

第六章执行机构设计与实现执行机构主要实现控制器制定的控制策略,包括机械臂、推进器等。

机械臂用于完成需要进行物体抓取、搬运等操作的任务,推进器用于水下机器人的运动控制。

执行机构的设计和选型需要考虑机械结构的稳定性、推进力的大小和方向控制等因素。

无人潜水器的控制系统设计与优化

无人潜水器的控制系统设计与优化

无人潜水器的控制系统设计与优化潜水器技术的发展已经取得了显著的进步,其中无人潜水器作为一种重要的装备在海洋勘探、科学研究和资源开发中发挥着关键作用。

然而,要实现潜水器的高效运行,一个关键的方面是其控制系统的设计与优化。

本文将探讨无人潜水器控制系统的设计原理、优化方法以及未来发展趋势。

一、设计原理无人潜水器的控制系统设计需要考虑到多个方面,包括水下导航、姿态控制、通信等。

其中,水下导航是保证潜水器能够准确到达目标区域的关键。

通常采用惯性导航、声纳导航和视觉导航等技术相结合的方式,通过潜水器上搭载的传感器获取水下环境信息,并实时更新潜水器的位置和航向。

姿态控制是确保潜水器在水下稳定运行的重要环节。

通过潜水器上的姿态传感器获取潜水器的姿态信息,再通过调节舵面、螺旋桨等执行器来实现姿态的调整,从而保持潜水器的平稳运行。

另外,通信系统的设计也至关重要,它能够实现潜水器与地面控制中心之间的实时通讯,传输控制指令和获取潜水器状态信息。

二、优化方法在控制系统设计的过程中,需要考虑如何优化系统性能,提高潜水器的控制精度和稳定性。

一种常用的优化方法是采用先进的控制算法,如模糊控制、PID控制、神经网络控制等。

这些算法能够根据潜水器的实时状态和环境变化进行智能调节,提高系统的适应性和鲁棒性。

此外,优化传感器配置和布局也是提升控制系统性能的有效途径。

合理选择传感器类型和数量,并将其布置在合适的位置,可以最大限度地提高系统的感知能力,减小误差和干扰,从而提高系统的稳定性和可靠性。

还有一种优化方法是采用多传感器融合技术,将不同类型的传感器信息进行融合,以提高系统的精度和可靠性。

通过融合惯性传感器、视觉传感器、声纳传感器等多种信息源,可以更准确地获取水下环境信息,提高潜水器的导航和姿态控制精度。

三、未来发展趋势随着人工智能、机器学习等技术的不断发展,无人潜水器的控制系统也将迎来新的发展机遇。

未来,我们可以期待在无人潜水器控制系统中更广泛地应用深度学习、强化学习等先进技术,实现对水下环境的更加智能化感知和理解,进一步提高潜水器的自主性和智能化水平。

水下机器人自主导航系统设计与实现

水下机器人自主导航系统设计与实现

水下机器人自主导航系统设计与实现近年来,随着科技的不断进步,水下机器人的应用越来越广泛,例如海洋探索、油田勘探、水下设备维护等领域。

然而,水下环境的复杂性和艰苦性给机器人自主导航带来了一定的挑战。

因此,本文通过分析现有的水下机器人自主导航系统,设计并实现了一种高效稳定的水下机器人自主导航系统。

一、现有水下机器人自主导航系统的研究进展早期的水下机器人是由人类全程控制,其整个导航过程需要依靠海底测量设备来确定机器人的位置和运动轨迹。

随着传感器和通信技术的发展,现代的水下机器人已经能够在水下环境中完成一定的自主导航任务。

当前的水下机器人自主导航系统主要包含三部分:位置估计、路径规划和运动控制。

1.位置估计位置估计是水下机器人自主导航系统中非常重要的一部分,能够帮助机器人获取自身在水下的位置和姿态信息。

传统的位置估计方法主要依靠声呐、水下相机和磁力计等传感器,但是这些传感器存在一定的精度问题,因此需要结合机器人模型和算法进行校正。

2.路径规划路径规划是水下机器人完成自主导航任务的关键,其目的是制定一种优化的导航策略,使机器人能够在水下环境中实现目标位置的到达。

目前,常用的路径规划算法包括基于图搜索的Dijkstra算法、A*算法、基于群体智能的遗传算法和禁忌搜索等。

3.运动控制运动控制是水下机器人自主导航系统的最后一步,通过控制机器人的导航方式,使其能够到达目标位置。

在水下环境中,运动控制主要依靠推进器和液压系统完成。

二、水下机器人自主导航系统设计与实现为解决水下机器人自主导航存在的问题,本文设计了一种基于多传感器融合、模型预测控制的自主导航系统。

1.多传感器融合本文选取声呐、水下相机、磁力计和陀螺仪等传感器来进行位置估计,通过加权计算和滤波处理,将多传感器融合后的位置估计结果作为机器人的当前状态。

实验结果表明,该融合算法能够有效降低误差,提高定位精度。

2.模型预测控制针对传统的PID控制方法存在的滞后性和响应延迟的问题,本文设计了基于模型预测控制的运动控制器。

水下机器人的控制系统设计与实现

水下机器人的控制系统设计与实现

水下机器人的控制系统设计与实现水下机器人是一种能够在水中执行任务的智能机器人,它可以在深海等危险环境中代替人类进行探测、勘探等活动。

但是在操作水下机器人时,需要掌握一定的技术和知识,其中最关键的便是控制系统的设计与实现。

一、水下机器人的控制系统设计水下机器人的控制系统由硬件系统和软件系统组成。

硬件系统包括传感器、执行器、控制器等,用于检测环境信息并控制机器人的动作;软件系统则包括控制算法、通讯协议、用户界面等,用于实现机器人的智能化控制。

1.传感器水下机器人需要搭载各种传感器,以便检测机器人周围的环境信息。

例如,水下机器人需要能够检测水温、水压、水流等信息,以及适应不同的海底地形、探测目标等。

2.执行器水下机器人的执行器主要包括推进器、机械臂、采样器等。

其中推进器是控制水下机器人运动的重要部件,可用于水平和垂直方向的移动;机械臂和采样器可以帮助机器人完成对目标的探测、采样等操作。

3.控制器控制器是水下机器人控制系统的核心,负责监测机器人状态并发出控制指令。

目前,市面上常用的水下机器人控制器有基于单片机、FPGA等平台的设计。

4.通讯协议在水下机器人的控制系统中,通讯协议是保证控制信号顺利传递的关键。

目前,市面上常用的通讯协议有RS-232、RS-485、CAN等。

为了保证数据传输的安全性和可靠性,可使用差分信号传输技术,如差分TTL、差分CMOS等。

5.用户界面用户界面是水下机器人与操作人员进行交互的重要组成部分。

设计合理的用户界面能够使操作人员更好地理解水下机器人的运动状态和环境信息,并根据需要发出相应控制指令。

二、水下机器人的控制系统实现水下机器人的控制系统实现主要包括控制算法的开发和应用软件的设计。

控制算法通常包括运动控制算法、自主导航算法、视觉跟踪算法等。

应用软件则负责合理组织这些算法的运行,并保证系统的稳定性与可靠性。

1.运动控制算法运动控制算法主要控制机器人的姿态和运动,如航向角、偏航角、深度等。

小型自主水下机器人运动控制系统设计与实现的开题报告

小型自主水下机器人运动控制系统设计与实现的开题报告

小型自主水下机器人运动控制系统设计与实现的开题报告一、选题背景与意义随着科技的不断发展,水下机器人的应用越来越广泛。

现代水下机器人分为远程无人水下机器人和近程有人水下机器人两种。

近程有人水下机器人是指搭载有人工控制系统的机器人,由人工遥控实现机器人的运动控制。

但是这种方式存在一些弊端,如操作受限、效率低下、安全隐患等。

因此,自主水下机器人的研究和应用具有重要意义。

本课题旨在设计和实现一种小型自主水下机器人运动控制系统,提高水下机器人的智能化、自主化水平,为水下探测、维修、救援等领域提供技术支持。

二、研究内容本课题的主要研究内容包括以下方面:1. 自主水下机器人运动控制系统的设计与实现;2. 机器人运动控制算法的研究与优化;3. 机器人传感器数据的采集与处理;4. 远程控制系统的设计与实现。

三、研究方法和步骤1. 系统架构设计:设计自主水下机器人的硬件框架和软件架构,确定运动控制系统的组成部分;2. 运动控制算法研究:研究机器人运动控制的算法,根据机器人的运动状态及周围环境信息实时调整机器人的运动轨迹,以实现自主运动;3. 传感器数据采集与处理:选取合适的传感器,采集并处理数据,提取有用信息;4. 远程控制系统设计:设计远程控制系统,实现对机器人的远程遥控和监控。

四、预期目标和研究意义本研究的预期目标是完成小型自主水下机器人运动控制系统的设计与实现,以提高水下机器人的智能化、自主化水平,为水下探测、维修、救援等领域提供技术支持。

本研究的意义在于:1. 探索水下机器人自主运动的方法和技术,提高机器人自主化水平;2. 提高水下机器人在水下领域的应用能力,扩大其应用范围;3. 推动自主水下机器人技术的发展和创新。

五、拟解决的关键问题本研究拟解决的关键问题包括:1. 如何实现机器人的自主运动,如何控制机器人的运动轨迹;2. 如何选择适合水下环境的传感器,如何采集并处理传感器数据;3. 如何设计远程控制系统,实现远程遥控和监控。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

高速无人水下航行器运动控制系统设计
与实现
摘要:近年来,随着新能源等各项新兴科学技术的发展,对海洋工程和海洋
军事等的发展需求也变的日益强烈。

对海洋的开发和利用的前提是认识海洋,认
识海洋酒必须对海洋进行调查研究。

对海洋环境的调查主要包括军用和民用两部分。

军用调查主要是与反水雷、反鱼雷、反水下侦听等军用相关的调查。

民用调
查主要是与海洋科考、海洋资源勘探和利用、海底光缆和管线等民用相关的调查。

军用和民用海洋声学调查都是通过声纳等设备对水下环境进行成像以及后继的数
学分析处理来完成的。

然而,一个独立的声纳系统无论如何是不可能完成海洋调
查任务的,它必须被搭载在一个载体上,在载体的帮助下才可能完成调查任务。

关键词:高速;无人水下航行器;运动;控制系统设计;实现
引言
无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle, UUV)是一种自携带能源、
具有远程操控或自主水下航行能力的载具,其作业能力强,机动性能好,活动范
围大,在当今海洋开发研究领域具有重要的应用。

良好的运动控制与航迹跟踪能
力是 UUV 完成各水下作业的基本技术前提,因此运动控制是 UUV 领域的重点研
究内容之一。

随着 UUV 任务的拓展,兼顾低速巡航和高速航行能力的 UUV 开始
得到关注。

相比中低速,UUV 在高速航行时易产生更大的航迹误差,也对其运动
控制系统及算法提出了更高的要求。

因此,设计优良的高速 UUV 运动控制系统,是提高其航迹跟踪能力、保证高速下作业能力的基本前提,具有重要的实际意义。

1 UUV 控制系统设计
1.1硬件系统设计
主控模块为 UUV 的控制中心,要求按设定频率与其他模块进行信息交互,
采集其他模块的测量信息并评估整体运行状态;按控制算法处理数据,以期获取
所需的操纵控制量,并驱动操纵模块使 UUV 完成使命任务;存储航行数据以便
完成任务后进行数据分析以评估任务完成度,面对水下较为复杂的运行环境,要
求主控模块具有较强的环境适应能力,多硬件模块负载要求主控模块兼容性好、
扩展性灵活。

且为更方便的设计调控 UUV,提供图形化操作界面并展示 UUV 航
行数据,将主控模块设计为上位机和下位机。

上位机主要负责航行状态数据存储、部分数据信息的采集以及与船载端的通信,如遥控指令以及航行任务的接收。


用研华工控机 PCM 主板,此主板尺寸小巧,低功耗,高效能,提供灵活的扩展
可能性,I/O 接口丰富,具有良好的计算性能,能够满足任务需求。

导航定位模块所提供的导航定位数据,即 UUV 的位置姿态、速度等信息,
其正确性是 UUV 完成航行任务的基本前提。

UUV 导航一般采用惯性导航和航位
推算两种模式,惯性导航根据牛顿力学定律,测量 UUV 加速度,并以时间积分,变换至大地坐标系中,即可获得位置数据。

航位推算以当前位置为基础,测量UUV 移动的距离和方位,推算下一时刻的位置。

两种模式的导航定位误差均会随
时间累积慢慢放大,故需进行定位校准和外速度修正,即需要全球定位系统或北
斗定位系统及多普勒计程仪,再以深度计、测高声呐、陀螺磁经、声定位系统等
为辅助导航定位设备。

1.2软件系统
控制系统为硬件和软件的有机结合,为保证 UUV 完成水下航行作业,除搭
建硬件平台之外,还需编写可靠完善的程序以获取各模块数据,并对状态数据进
行判断以评估UUV 运行状态,对导航定位数据进行数据处理以获取操纵控制量,
最后将数据存储以便后续分析。

采用 Arduino 单片机,上电自启动。

根据其任务需求,程序采用模块化编程,按照任务功能划分程序模块,分别为数据采集模块、数据处理模块、指令下
发模块以及状态数据上传模块。

程序模块的每个子程序对应一种物理硬件,如数
据采集模块中的电机、舵机、温度计等状态数据采集子程序,从而将复杂的任务
分解成多个易控制处理的子任务。

程序自上而下按顺序依次扫描各子程序,各子
程序之间可相互调用,实现结构化编程。

数据显示和存储均以数据传输为基础。

故启动程序后,首先需按自定义通信协议初始化串口,设置串口号和波特率,打
开串口以收发数据,并进行变量定义和中断定时器的初始化。

2智能避碰技术
2.1基于模糊控制的智能避碰方法
由于水下环境比较复杂,系统的参数很难用线性的方程,准确地描述出来,
因此,引入模糊控制方法。

模糊控制是一种不依赖于被控对象的非线性控制系统,适合引入无人水下航行器的避碰系统。

该方法是通过模糊化接口使输入值变成模
糊变量并传入推理机中,推理机结合数据库和规则库得到输出的模糊值,最后通
过解模糊接口得到最终的结果。

模糊控制算法的改进主要在模糊分类和模糊推理这两部分。

模糊分类,选取
合适的隶属函数可以提高模糊控制算法的性能,是解决智能避碰问题的关键。


三角形和梯形隶属函数来表示模糊变量,实现了输入值的模糊化。

模糊推理,在
智能避碰系统中采用模糊最大优先算法。

通过结合其他智能算法,在避碰模糊推
理算法中引入案例推理。

2.2基于粒子算法的智能避碰方法
PSO 算法是一种寻找最优解的过程,而无人水下航行器的避碰问题也可以被
看作成一种寻找路径最优解的过程。

在无人水下航行器中,引入 PSO 粒子算法
可以简化避碰系统,基于 PSO 算法的避碰系统主要流程分为:初始化航行器的
位置以及粒子算法的参数;根据初始信息对航行器进行路径规划;评估本航行器
与障碍物的避碰风险,若存在避碰风险则重新进行路径规划来进行避障,若没有
避碰风险则继续航行;判断航行器是否到达目的地,若没有到达目的地则继续航行,若到达目的地则流程结束。

2.3基于改进人工势场的智能避碰方法
在无人水下航行器避碰系统中,引入改进人工势场法的思想是把无人水下航
行器的运动被看作是在人造引力场中运动。

在航行的过程中,周围的障碍物对航
行器产生“斥力”,而最终目的地对无人水下航行器产生“引力”,当航行器航行路线上存在障碍物时,会收到引力场和斥力场的叠加,最终产生一个使航行器避开障碍物的合力。

3未来发展展望
3.1功能的多样化
适时绘图、三维或多维动画成像、海底气象预测、水下侦听与反侦听、高精度的定位与导航。

未来对海洋调查的需求会越来越多,以后的 AUV 希望可以快速和实时地进行成像与绘图,甚至可以进行三维或多维动画成像。

从而可以大大提升资源勘探和水下测绘等的效率。

未来的军事领域必将对 AUV 提出水下侦听与反侦听等新要求。

这就要求 AUV 有较强的声学信号捕获能力、较强的微小或伪装目标的识别能力和一定的作业能力等。

所以必须引入一些新的声学技术以及研制一些特种机械手等来满足这些需求。

3.2模块化
针对不同的任务安装不同的模块。

在 MerMan-100的研制已经采用了模块化这一理念。

这是未来 AUV 的一个发展趋势,美国的部分 Bulefin 产品已完全采用模块化结构。

在以后的一些 AUV 的研制中会进一步加强模块化的设计理念。

针对不同的任务在同一个 AUV 上安装不同的模块,不必去研制不同的 AUV。

这样可以大大提高研制效率,降低成本。

3.3智能化
自主任务规划、自主路径优化、自主目标判别。

人工智能自从诞生以来在各个领域发挥着重要的作用。

通过改进 AUV 的软件算法和硬件设备,让 AUV 具备自主任务规划、路径优化和目标判别等功能,则可以大大提高 AUV 的智能化程度。

结语
综上所述,尽管我国已成功研制出多型 UUV,但目前尚未形成系列化产品,UUV 在国内的应用依然有很大的发展空间。

若能充分利用各种成熟技术,大力开
发 UUV,将其大量用于海洋调查开发、重要水道安全巡逻或排障、重要水库大坝
监控巡查或检修等领域,不但可以大大降低人员水下作业风险,而且能够取得重
大经济效益。

UUV 势必在我国的海洋研究、海洋工程技术和海洋装备发挥重要的
作用。

参考文献
[1] 陈强. 水下无人航行器[M].北京:国防工业出版社,2014.
[2] 燕奎臣,吴利红. AUV 水下对接关键技术研究[J],机器人,2007,
29(3):267-273.
[3] 李锡群,王志华. 水下无人航行器(UUV)技术综述[J].船电技术,2003,23(6):12-14,29.。

相关文档
最新文档