便携式水下机器人硬件系统设计

为水下探测提供实验平台,设计一款便携式20 kg级水下机器人ROV,机器人装备有推进器、水下摄像头、防水机械臂、电磁阀、PH计传感器、GPS等。主要介绍了机器人硬件系统的设计,包括主控电路、推进器驱动、电源转化、漏水检测等电路设计及电子舱内通信协议。各部分电路均设计保护电路,硬件系统工作稳定,搭载AHRS、声纳等传感器后,配合上位机软件,可以构建水下未知环境地图,并且具有作业和采集数据能力。

便携式自主水下机器人动力学建模方法研究

针对50 kg级便携式自主水下机器人(AUV)的精确控制和研究,介绍了一种基于计算流体力学(CFD)和非线性最优化辨识的动力学建模方法,着重推导了便携式AUV动力学模型,并使用计算流体力学方法代替水池实验获取辨识所需数据和通过非线性最优化方法获得合适的模型结构和模型参数。最终建立了便携式AUV数学模型,并通过对仿真数据与实验数据的对比,证明了该模型及方法的有效性。

便携式自主水下机器人控制系统研究与应用

随着陆地资源的占用率越来越高,人们逐渐把目光转向了丰富的海洋资源,因此,各种海洋探测器、水下开发工具等开始层出不穷。其中,便携式自主水下机器人可以有效的监测水文环境,以及侦查水下的各种情况。由于便携式自主水下机器人拥有体积小、成本不高等特点,所以得到了更多领域的应用。

水下机器人海洋资源目标探测导航仿真

精确与鲁棒性强的导航系统是便携式自主水下机器人(AUV)实现自主导航和精确定位的关键。导航的难点在于AUV是强非线性系统,工作环境复杂,GPS卫星信号在水下不能使用。为解决上述问题,提出了基于UKF滤波算法的AUV组合导航系统,并和EKF算法进行了对比。给出了AUV组合导航的具体数学模型,并分析了导航传感器误差来源和测量模型。通过数值仿真及湖上试验数据仿真对导航系统进行了综合仿真验证,结果表明基于UKF算法的AUV组合导航系统精度高,鲁棒性强,完全可以满足便携式AUV实际导航需求。