AUV水下运动建模及其状态的可视化技术研究

发布时间：2020-03-27 22:38

【摘要】：随着人们对海洋的日益重视,海洋上的竞争愈加激烈,军事上的竞争也越来越偏重于海洋,对海洋的开发的手段不断创新。无人自主式水下航行器由于具有探测范围广、智能、灵活控制等优点,可在复杂的水下环境下作用,避免了人工作业的风险,被广泛应用在水下工程领域。由于技术条件的限制,还不能对水下航行器实时监控。本文旨在分析水下航行器的运动状态及相关的可视化技术。在MultiGen-Creator中建立虚拟的三维海洋环境,利用多波束水深数据建立海底地形,利用纹理映射技术、层次细节技术等优化海底地形模型;构建水下机器人三维实体模型。在Vega引擎中配置虚拟环境,渲染海面场景和水中特效,进行视角的设计。利用MFC框架搭建了AUV水下运动状态可视化平台,利用Vega程序接口函数实现在可视化平台上的开发;设计静态链接库接口函数,实现可视化平台和Mtalab的混合编程,对AUV运动数学模型和控制算法的同步计算。论文对水下航行器的运动状态进行了建模,建立了六自由度数学模型,通过改变模型的适配条件,模拟出舵偏转、横摇、纵摇、升沉等运动状态的变化。利用Matlab仿真软件仿真了其运动模型,通过运动模块的解算得到三维方向的位移、横摇角、纵摇角、艏向角、三维轴上的线速度与角速度,实现仿真AUV运动的功能。设计控制器对航向和深度进行控制,实现了AUV按照给定轨迹运动的功能。在可视化仿真平台上调用AUV运动模型,用仿真参数替代实体AUV给可视化平台传递运动数据,展示AUV按照期望路径运行的效果,实现AUV运动可视化仿真功能。
【图文】：

ARFARF应用在多AUV控制策略测试中，，为多AUV提供理想的虚拟的测试环境，通过

ARF应用下的多AUV控制显示界面
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U674.941

【参考文献】

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本文编号：2603490