高机动水下仿生航行器研究现状

水下仿生航行器因其低能耗、高机动性、低噪声、隐蔽性强和对周围环境友好等特点,现已成为仿生领域热点研究之一。本文以水生生物的2种推进力产生方式为分类标准,对高机动水下仿生航行器的发展情况进行概述。从已有相关研究中遴选了12种机动性能表现较突出的仿生水下航行器平台,分别介绍其结构、外形以及实现方式。通过对比分析可以得知,推进方式和结构设计等直接影响游速、转向机动性以及俯仰机动性的表现,在实际应用中需针对性地进行选择。

仿胸鳍/尾鳍推进水下航行器方案设计与模型试验

针对小型水下航行器开展了系统方案设计,系统主要包括中央主体模块、胸鳍模块、尾部推进模块及控制模块。选用可编程序控制器(PLC)实施运动控制,完成了模型制作,编写了控制程序,并进行了初步的模型试验,探讨了仿生水下航行器运动的基本性能。

仿生型水下航行器研究现状及发展趋势

针对现阶段以低能耗、低噪声、高推进效率、高机动性为优点的仿生型水下航行器已逐渐成为仿生领域研究热点的趋势,介绍了仿生型水下航行器的推进方式和推进机理,并以7种水下航行器为例介绍了其研究现状。通过对比分析,提出了仿生型水下航行器研究存在的问题,同时重点讨论了仿生型水下航行器推进、控制、能源动力及通信等的关键技术及应用前景。

仿生振动翼推进器模糊控制实验研究

在水洞中对月牙尾鳍状的振动翼进行了水动力学实验,并讨论了St数、相对攻角、无量纲振幅、相位差为涡流控制参数的振动翼仿生推进的涡流控制方法.在尾鳍推进器平台上进行自由航行实验,结果表明,通过模糊控制方法主动控制振动翼的St数以及其余涡流控制参数,可以有效地减小平台的功耗,获取更高的游动速度,平台游动速度最高达1.87m/s,同时振动翼尾鳍的St数被控制在0.4～0.5.

近底探测型仿生UUV小目标物视觉识别检测系统

仿生无人水下航行器(UUV)通过模仿海洋生物的运动原理,替代人力并实现水下作业,相较于传统的UUV具备高稳定性、高灵活性、低噪声以及强环境通过性等仿生学特性优势,为近距离水下图像拍摄与水下目标物识别技术提供了优良的作业平台。文中以一种仿生胸鳍柔性波动推进UUV作为研究目标,针对水下小目标物的贴底检测任务,开展水下图像预处理技术与深度学习网络Resnet优化的深入研究,设计一套满足该UUV运动特性的水下环境感知系统。最终通过试验进行验证,文中提出的水下视觉检测方法的分类结果准确率为89.6%,与其他分类网络相比具有最高的检测准确率,能够适用于仿生胸鳍波动推进UUV进行水下贴底目标检测任务。在文章结尾对仿生UUV水下检测识别系统的优势与出现的问题进行了分析并提出了展望。