自主式水下机器人控制方法研究

水下机器人能够代替人类完成水下各种极端环境作业,其精确控制成为研究热点。阐述了国内外水下机器人控制方法的研究现状,对现有水下机器人的控制方法进行了分析整合,进而总结了水下机器人在无动力学模型依据和基于动力学模型时的控制方法,特别是归纳了基于水动力学建模控制方法的一般过程,最后对水下机器人控制领域未来的发展进行探索与展望。

水下机械手水动力学分析及控制方法研究

水下机械手可以代替人类在水下的极端环境中完成各种复杂作业,目前已得到广泛应用,针对水下机械手控制方法的研究已成为水下机械手领域研究的热点,但目前的研究多局限于静水环境,忽略自然水体中存在的定向流,造成研究环境与实际工况存在较大差异。本研究考虑水体中定向流的影响,建立基于水动力学模型的水下机械手动力学模型,提出基于定向流影响的RBF神经网络进行模型整体逼近的非线性鲁棒自适应控制方法,并进行稳定性分析。通过分析不同速度定向流的轨迹跟踪仿真结果,证明该控制方法在控制误差、稳定性及自适应性方面相比常见的计算力矩法存在明显优势。

基于单线激光雷达的三维形貌重建方法研究

现有三维扫描激光雷达存在成本高、扫描范围有限等缺点,为解决这些问题,本文提出一种基于单线激光雷达的三维形貌重建系统,并对系统进行误差补偿以提高系统的准确度。该系统采用可编程逻辑控制器控制的步进电机旋转单线激光雷达的扫描平面,实现对实际空间场景的扫描。通过上位机控制扫描装置的工作过程同时获取原始点云数据,进而针对原始点云数据的特征提出一种动态分步处理数据的方法,将处理后的点云数据应用Crust算法实现三维形貌重建。最后,通过实验验证了本文所提出的方法的有效性和实用性。

仿生爬壁机器人:研究基础、关键技术及发展预测

爬壁机器人是移动机器人的重要分支,能代替人工在高危、狭小、恶劣等环境工作.研制仿生爬壁机器人从筛选具有优异攀爬能力的动物,研究其运动行为、机体结构、附着能力、感知控制的规律入手,凝练爬壁机器人设计准则,发展灵活、轻质、微型、适应性广的移动机器人,为航空、航天、救援等提供必要的装备.这类研究受到基础科学、工程技术和产业应用等领域专家的广泛关注.本文梳理仿生爬壁机器人研究的现状,总结典型攀爬动物的运动行为、附着机制,归纳爬壁机器人的附着方式、移动机构和运动控制等方面的关键技术,分析仿生爬壁机器人附着和移动方式的特点,给出已有爬壁机器人的仿生度,并展望仿生爬壁机器人的核心问题和发展趋势,为未来仿生爬壁机器人的发展提供参考意见.