用于水下ROV控制的姿态融合技术研究

出于对海洋探索的目的,本文研究设计了一个低功耗、体积小、准确度高的实时性好的水下ROV空间姿态控制系统。系统硬件部分主要由陀螺仪、加速度计以及能耗比较高的ARM-M3内核处理器及相关的外围功能电路组成。硬件部分负责从传感器获取三轴的姿态数据并通过姿态融合算法得出空间角,并通过相关接口上传至上位机观察处理,根据测试结果证明本文设计的基于惯性传感器的姿态检测系统能够用于对水下ROV的姿态控制。

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。

景洪水电站大坝结构横缝渗漏水下处理技术

针对景洪水电站12#—13#坝段结构横缝渗漏水问题,通过前期水下ROV检查及相关监测数据分析,项目设计采用结构横缝水下化学灌浆结合上游面水下设置表面接缝止水的方案,具体做法为采用LW/HW环保型水溶性聚氨酯灌浆材料封堵渗漏通道,并采用SR防渗体系封闭表面接缝。该做法消除了横缝渗漏,防渗效果显著。

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。

水下机器人(ROV)在水库大坝检测作业的安全分析

文章针对现有的水库大坝水下检测作业中,缺少ROV相关的作业安全分析(JSA)规范的事实,提出有必要制定JSA方案,以便适应于水库大坝水下检测作业。通过分析ROV的作业环境,讨论ROV作业团队的安全隐患及对策,ROV设备的安全及对策。通过采用JSA,包括在编写项目作业方案时进行风险预判,以及列出ROV作业相关的子项并逐条分析作业风险,从"软件"方面提高设备在复杂环境下作业的使用安全等级。

面向海洋工程水下结构检测的ROV研制问题的标准分析

开展面向海洋工程水下结构检测的ROV研制问题分析,将有缆遥控水下机器人(ROV)这一先进的智能检测技术,可以为我国的海洋工程的建设和发展奠定稳定的基础和提供强大的发展推动力。

深水水下分离器ROV检测技术研究

以深水分离器的水下检测技术为研究对象,介绍了水下机器人(ROV)深水检测技术情况,对深水分离器在海底作业时可能发生的一些事故做了详细的评估。以此为背景,分析得出深水分离器水下检测的主要工作内容,同时对ROV在进行深水分离器水下检测工作时的应用做了详细的说明。

海洋渔业选择性捕捞ROV艏向控制方法研究

为减少海洋渔业资源过度开发,文中设计一种海洋渔业选择性捕捞ROV,用于捕捞过程中对幼鱼和稀有鱼种的保护。依据海洋渔业选择性捕捞作业要求,采用Solidworks软件完成ROV机械结构的设计。ROV运动系统具有非线性和强耦合性,遇到水流的作用会变得更加不稳定。为提高ROV在捕捞过程中艏向运动的稳定性能,设计一种模糊PID控制器对ROV进行艏向控制。根据ROV运动特点建立空间运动坐标系和ROV艏向运动数学模型表达式,在PID控制基础上引入模糊控制对PID的3个参数进行在线调整;在Matlab/Simulink环境下创建PID控制器与模糊PID控制器仿真模型,使用两种控制器对ROV进行30°和90°的艏向控制对比仿真。仿真结果表明,模糊PID控制较PID控制超调量分别减少4°、10°,系统达到稳定状态的时间也更短,是一种高性能与稳定的ROV艏向控制方式。

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。

浅论水下作业平台的应用

南水北调中线工程的渠道、建筑物水下检测对工程安全运行具有重要意义。目前应用在工程上的水下作业平台有潜水员和水下机器人两种。分析潜水员和水下机器人两种作业平台在渠道工程中的应用范围,结合应用实例,分析两种平台的优缺点,实现水下作业平台有效选择的准确性。通过对比分析,以期达到提高南水北调中线渠道工程水下检测作业精度和效率、保证水下施工作业的安全性和优良率的目的,为工程安全运行提供保驾护航。

自主/遥控水下机器人研究现状

在过去的二十年中,水下机器人技术得到了快速发展,各种新型的水下机器人不断涌现。本文介绍了一种新型混合式水下机器人——自主/遥控水下机器人(ARV),ARV结合了自主水下机器人(AUV)和遥控水下机器人(ROV)的特点,自带能源并携带光纤微缆,具有多种工作模式,可实现大范围的精确调查和局部区域的定点作业,文章重点介绍自主/遥控水下机器人的国内外研究现状及成功应用的案例。

抽水蓄能电站输水道水下机器人检测系统研制

设计了一种以水下机器人(ROV)为载体的检测系统。利用环形声纳、高清水下摄像头等检测手段,对输水道内混凝土壁面大于1 mm的裂纹在不放空输水道情况下进行检测,为抽水蓄能电站输水道斜井检测提供全新的技术手段。

有缆遥控水下机器人在水利水电工程领域的应用现状与发展前景

在简要介绍常见水下机器人的分类及其应用特点的基础上,着重阐述了有缆遥控水下机器人(ROV)在我国水电水利工程领域的典型应用场景,如水库大坝闸门的水下检测与清理、消力池的水下检测、水库大坝坝体的检测,深入剖析其强项优势与短板弱项。结合现实需求与技术发展,描绘了有缆遥控水下机器人在高度智能化、自动化的水下操作,高效率、高精度的水下定位,简洁、高效的稳定控制三个方面的发展前景。

堤坝检测水下机器人模糊自适应控制方法研究

GDROV是用于堤坝探测的水下机器人,设计上属于开架式机器人,其精确的数学模型很难获得。采用基于模糊逻辑的直接自适应控制方法,利用模糊基函数网络逼近理想控制输出,通过模糊逻辑动态调整控制器的参数自适应律,可有效解决水下机器人控制问题。建立GDROV的水动力模型,给出基于模糊逻辑的直接自适应控制算法,最后通过仿真试验和外场试验验证了该控制器对模型的不确定性具有较强的鲁棒性,且具有良好的跟踪性能。

基于短基线的ROV实时高精度定位系统

为了满足水下探测机器人(ROV)的工作需要,实现其在堤坝、码头及港口等复杂环境的高精度定位,设计并且实现了一种基于短基线的高精度ROV定位系统。该定位系统采用高频宽带调频信号和先进的自动校阵技术来提高定位精度,运用高速处理芯片实时显示定位信息。水池及外场海试等工程实验表明,该系统具有精度高和适应性强的特点,证明该系统技术路线可行且性能可靠。

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。

A架式遥控水下机器人收放系统设计研究

本文对国内外ROV专用收放系统进行了分类,并对A形架式遥控水下机器人收放系统的结构和优势进行了阐述,对A架式ROV专用收放系统(LARS)设计过程中主要设计参数进行了总结,为ROV专用收放系统(LARS)的设计提供参考。

小型水下机器人的研究发展及其应用现状

目前水下机器人(ROV)的研究方向多为高度智能化、多功能化的小型水下机器人。随着时代的发展,ROV的应用领域也逐步由军用转为民用,比如在深海工程、抢险救援和海底资源勘探等方面的应用。基于此现状,我们查阅了大量资料,研究论述了目前国内外水下机器人的最新发展趋势,包括其应用领域、技术特点和内在系统组成方面的内容。另外本文较为清晰地阐述了ROV在水下通信方法的多技术融合、控制系统的多方面协调以及机体机构的整体设计优化等内容,并认为未来水下机器人的发展趋势将是灵活、高效、无污染的,它将为人类的生活与工作带来更多的便利。

基于磁信号引导的ROV海缆路由跟踪技术

针对目前常用海底缆线探测技术的优缺点，基于电磁感应原理建立海底缆线电磁场模型，通过配置双三维正交磁信号探测传感器阵列得到传感器与海缆的几何位置关系，从而获取遥控水下机器人（ROV）相对于海底缆线的路由信息。然后提出磁信号引导下遥控水下机器人海底缆线路由跟踪系统的组成结构和探测方法，以及海缆路由跟踪策略及作业流程，为随后开展ROV海缆探测试验提供了理论依据和可行的探测方法。

一种水下探伤机器人动力定位控制方法

水下探伤机器人在执行任务时,机械臂作业过程以及风浪、水流等干扰将会引起机器人模型参数的变化,继而影响水下机器人动力定位控制。针对上述水下探伤机器人动力定位过程中模型不确定问题,提出一种基于模型逼近的RBF神经网络的自适应滑模控制方法,采用RBF神经网络对机械臂作业过程引起的水下机器人模型参数的变化及波浪等扰动进行在线逼近。将此方法应用到动力定位控制系统中,分别在平稳环境和扰动环境下,通过水下探伤机器人艏向及垂向的动力定位实验,验证了系统控制方法的有效性。