无人船多波束与水下机器人(ROV)在港口码头工程水下检测中的综合应用

无人船多波束测深系统具有工作效率高、作业成本低、受水下地形限制影响小、测量精度高等特点,通过无人船自主航行和多波束系统每次发射和接收几百个高程或水深数据值形成水下地形三维点云图,全面反应水下地形地貌的整体状况以及结构物的冲淤情况等状况;水下机器人(ROV)检测系统具有安全高效等特点,能够在水下进行长时间、大水深和较远距离的对水下结构物进行检测、巡查。本文综合应用无人船多波束测深系统和水下机器人(ROV)检测系统对安庆某码头工程水下结构物外观、和港池水下地形地貌、冲淤状况进行全面检测,为港口码头运营管理部门提供养护依据。

广东智能无人系统研究院:“解锁”海底复杂场景 加速布局水下机器人产业化赛道

多年来,我国在水下机器人领域的研究与开发取得了显著进展,部分技术已经在全球范围内实现了从跟跑、并跑到领跑的跨越式发展。这些阶段性成就,正是广东智能无人系统研究院等海洋科技创新平台的不懈努力和深入研究的结晶。

基于有限时间干扰观测器的改进模型水下机器人自适应鲁棒容错控制

针对无人水下机器人(unmanned underwater vehicle,UUV)工作中存在的执行器故障,在系统不确定性与外界干扰下,提出一种基于有限时间扰动观测器(finite time disturbance observer,FTDO),并结合改进模型的自适应鲁棒容错控制方法。一方面,FTDO能在有限时间内对外界环境干扰进行估计;另一方面利用滑模控制加上径向基神经网络(radial basis function neyral network,RBF)的万能逼近特性,建立带有执行器故障的输入补偿;其中改进模型的引入解决了系统不确定性导致的输入饱和,提高了稳定性与鲁棒性;其次采用一种新型的双幂趋近律使滑模量在更短时间收敛到稳态误差界内;仿真与水池实验结果表明了所提方法相对于滑模控制有着更好的容错效果。

面向模块化设计的水下机器人集群编队控制

针对在近海环境下,利用“以机代人”进行自主特种作业的实际需求,设计研发模块化可重构水下机器人,并提出一种基于领航者-虚拟结构的编队策略。首先针对几种不同的典型水下作业任务,依据重构方案设计异构水下机器集群;然后根据水平面三自由度运动学和动力学方程,推导水下机器人集群的动态误差模型;针对路径已知的集群编队问题提出领航者-虚拟结构策略,其中跟随者水下机器人采用基于通信时延补偿的滑模控制器进行跟踪。结果表明,该控制策略可以快速形成队形且轨迹误差小于5%。最后应用3种已开发完成的水下机器人,在可视化仿真平台中进行实验验证,证明该异构水下机器人集群编队方法合理高效。

水下机器人的设计及其功能实现

随着水下事业的不断发展,水下机器人逐渐被应用于各种情况的水域中,对于机动性良好、可靠性较高的水下机器人的使用需求不断增加。文中以水下机器人的设计与功能实现为背景,使用Solidworks软件设计研发了一款ROV水下机器人,可完成管线监测、水下勘探、海洋科学研究等工作。其中,使用Raspberry pi 3b以及Pixhawk 2.4.8飞控作为整个水下机器人的核心控制器,搭载高清摄像头、水压水深传感器并搭载声呐等硬件设备。在试验过程中,水下机器人可完成平稳运行、悬停拍照、地形勘探等工作。

ROV水下机器人在渔业中的应用关键技术研究

随着渔业的高速发展,将面临环境生态、自然资源等各方面的压力,如果要突破劳动力、环境、资源等因素的制约,则需要加强现代高新技术的研发以及应用,而ROV水下机器人将有利于推动产业转型升级。基于此,文章将对ROV水下机器人在渔业中的应用关键技术进行研究,以期望能够为ROV水下机器人的发展提供有价值的参考依据。

多机器人系统感知能力和控制体系结构综述

为了促进多机器人系统(multi robot system,MRS)的智能化、无人化发展,并提升MRS在不同工作环境中的探测能力和系统的灵活性,本文从MRS的感知能力及其控制系统架构的角度出发,深度调研并分析了MRS相关的研究与工作,重点探讨了空中、地面、水面、水下4种应用环境下的MRS感知能力与控制系统架构,并对未来的研究方向进行展望。本文的结果可对于后续MRS在感知方法和控制系统的选用上提供参考。

无人水面艇自主部署自主水下机器人平台技术综述

自主水下机器人(AUV)和无人水面艇(USV)作为组建海底空间站和观测网的重要工具,在近30年间,其相关技术蓬勃发展,逐步由单体控制向多海洋平台协同协作方向发展,其中利用USV自主布放回收AUV成为新的研究热点。综述了基于USV对AUV进行动态部署平台的最新进展;基于系统学观点从拖曳稳定性、拖曳动对接准确性和拖曳对接快速性3个方向来阐述USV部署AUV平台关键技术的研究和应用现状,总结了提高部署平台拖曳稳定性的措施,并对USV自主部署AUV平台的研究方向和研究重点进行了展望。

“CR -02”6000m无人自治水下机器人载体系统(英文)

“CR -02”6000m无人自治水下机器人(AUV)是基于“CR -01”6000m机器人的改进型。“CR -02”机器人的最大工作深度为6000m。它的一项重要功能是通过采用艏部垂向和横向对转槽道桨 ,使其具有海山爬坡能力 ;另一重要功能是它具有先进的测深侧扫声纳。抚仙湖的试验结果表明艏部对转槽道桨大大改善了机器人的机动性。本文简要地介绍了机器人的主要技术特性和参数、载体线型。

小型水下机器人ROV应用研究

文章首先介绍了小型ROV的基本构造和国内外的最新研究成果,在此基础上,完成了一款小型ROV的选型与配置,根据实际需求选择了加拿大Sharkmarine公司的Stealth2型ROV,并配备了高性能的光学和声学成像系统以及高精度的惯性导航定位系统;然后从海洋环境观测、海底管道探测和水下目标物探测3个方面对水下机器人的应用进行了分析;最后在小型ROV的选型、配置和应用等方面给出了相关建议。

无人水下机器人可靠性控制技术

对无人水下机器人故障诊断与容错控制技术进行了综述。首先简单阐述了无人水下机器人的基本概念和故障模式,然后介绍了水下机器人传感器故障诊断方法﹑推进器故障诊断方法及无人水下机器人的容错控制技术,评述了各种方法的特点与局限性。最后给出了水下机器人可靠性控制技术研究的若干发展方向。

无人水下机器人在线故障辨识及滑模容错控制

针对复杂海洋环境中水下机器人的可靠性问题,提出了一种无人水下机器人主动滑模容错控制方法。在水下机器人简化动力学模型的基础上利用RCMAC递归小脑神经网络在线辨识机器人中出现的时变非线性故障,并根据故障辨识结果重新配置滑模控制器的控制律,使无人水下机器人在故障情况下仍然可以完成预定任务。仿真实验证明了该容错方法的有效性。

无人水下机器人推进系统故障诊断与容错控制

由于海洋深处工作环境的复杂性、不可预测性,水下机器人可靠性控制技术一直备受关注。在常规无人水下机器人推进器故障诊断中,均假设推进器处于几种固定故障模式,离线设计控制律,在线调度控制律实现容错控制,这与实际推进器故障情况有较大差别,因此采用ICMAC(Improved Credit Assignment Cerebellar Model Articulation Controllers)神经网络在线辨识推进器的实际故障大小,再利用伪逆重构控制策略,产生容错控制矩阵,实现无人水下机器人在线自适应容错控制。并针对推进器突发性故障,给出了故障诊断与容错控制仿真结果。

遥控水下机器人（ROV）结构综述——以hysub130—4000ROV系统为例

本文以HYSUB130—4000ROV系统为例介绍了遥控水下机器人的系统结构原理和功能，具体包括甲板控制台、甲板供电单元、提升系统、脐带缆、ROV本体、机械手及工具等各部分结构特点。

水下无人装备发展、应用与展望

水下无人装备在现代海上军事战略中扮演着至关重要的角色,它们是确保在新时代水下作战领域取得优势的关键因素。当前,各种类型的水下无人装备正以迅猛的速度发展并被广泛应用。从水下机器人技术和装备的体系构成和发展需求出发,以无人水下航行器(UUV)和水下预置系统为代表,通过综合分析国外水下无人装备的发展情况,探讨了水下无人装备的前沿发展趋势及其核心技术要素,揭示水下无人装备在发展过程中所面临的挑战。同时,进一步识别了水下无人装备在发展过程中需要重点攻克的技术难题,对该系列装备的共性关键技术、体系化和产业化的发展方向开展了进一步的预测和展望,旨在为水下无人装备的技术研究提供有价值的参考和借鉴,以推动该领域的进一步发展和创新。

遥控水下机器人(ROV)分布式控制系统

本文阐述了我国自行研制的６００ｍ水深作业型缆控水下机器人（ＲＯＶ）Ｂｉｔｂｕｓ（位总线）分布式控制系统的硬件结构和软件体系

常驻型有缆遥控水下机器人水下定位与通信技术研究进展

常驻型有缆遥控水下机器人(ROV)被广泛应用在水下设备安装监控、海洋监测及自然资源勘探等领域,为了保证ROV有足够电能持续工作,需要ROV在电能消耗之前回到水下基站进行充电。该文通过对ROV的定位和通信2个方面的技术发展进行分析,运用分类方法对各技术的原理及特点进行说明,并阐述ROV水下定位和通信技术的国内外研究现状。

基于SIMULINK的水下无人机器人建模与仿真

针对水下无人机器人的建模问题,主要研究六自由度的运动模型,并通过仿真模型的建立,得到了模型的最优系统参数.分别在SIMULINK仿真模型和实际模型下进行了模糊控制器的设计,并分析两种情况下最优控制参数.仿真结果表明,本研究的SIMULINK仿真对实际系统中控制参数的调节具有参考价值.

基于Simulink的水下无人机器人建模与仿真

建立了Simulink环境下水下无人机器人(ROV)仿真模型,通过系统识别,得到该仿真模型的系统参数。分别在Simulink环境和实际系统中设计滑模控制器以实现俯仰角控制,并分析了2种情况下最优控制参数。结果表明:该仿真模型对实际系统中控制参数的调节具有参考价值。

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。