水下机器人三维运动场景构建技术的研究和实现
发布时间：2020-12-02 11:53
海洋中蕴含着丰富资源,随着陆地资源日渐枯竭,海洋也逐渐成为人类可持续发展的重要基地,是人类未来的希望。而水下机器人作为人类探索和开发海洋的重要工具,有助于帮助人们高效的进行海洋资源的开发。因此,开展水下机器人的研究具有深远意义。论文中主要从水下机器人的运动控制和三维虚拟场景远程监控系统两方面进行研究。水下机器人运动控制旨在探讨模糊PID控制的基本原理,设计并完成基于模糊PID控制的水下机器人运动控制仿真实验;并引入机器人操作系统ROS,实现Matlab结合ROS的可视化仿真。三维虚拟场景远程监控系统是基于三维渲染引擎OSG实现水下机器人三维运动场景。水下机器人的运动控制技术是水下机器人技术研究领域的热点之一。水下机器人本身的造价很高又工作在复杂的水下环境,保证水下机器人的安全可靠尤为重要。而稳定可靠的运动控制是其水下安全作业的前提与保证,论文中主要研究基于模糊PID的水下机器人运动控制。研究内容包括:分析水下机器人运动学理论,建立水下机器人六自由度运动仿真系统,设计模糊PID控制器,设计并实现水下机器人运动仿真实验。为了实现仿真的可视化,采用机器人操作系统ROS和三维仿真器Gazebo...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1日本制造的“深海-6500”
统在海洋中成功回收一枚氢弹，引起世界各国关注。载人潜水器和无人遥控潜水器，包括有缆遥控潜水器、水底爬行潜水器、拖航潜水器、无缆潜水器[4]。在 1980 年，法国的建造了一艘无人无缆潜水器，其最大潜深为 6000 米，被命名为“逆朗鲸”号。“逆朗鲸”号先后在太平洋海底进行过一百多次深潜作业，出色的完成了太平洋海底峡谷调查、洋中脊调查等重大课题任务[5]。1989 年，日本制造的“深海-6500”深潜器，长 9.5m，重 25t，可乘员 3 人，作业水深6500m，深潜器上装有摄像机、录音机、电视系统以及最新的声纳成像系统，并且水下连续作业时间在六小时以上[5]。到了 1987 年，法国建造了一艘“埃里特”号声学遥控潜水器。主要用于油机设备安装、钻井机检查、锚缆加固、海底辅设油管等复杂作业。其智能程度比 逆戟鲸 号高[6]。美国伍兹霍尔海洋研究所的海洋系统实验室开发的 REMUS600，被用来为美国海军研究局携带反水雷传感器。它的直径达到 32.385 厘米，能够提供更好的承载能力和续航能力[7]。
图 1.3 金枪鱼机器人公司研的 BPAUV 图 1.4 英国“附身符”探索海洋和开发海洋成为我国重要的生产活动一大分支，我国的水下机器人研究起步比晚，中国的水下机器人的研究始于 1985 年 12 月，第一台水下机器人“海洋一号”首航成功从而揭开了我国水下机器人事业发展的序幕。1994 年，我国第一艘无缆水下机器人“探索者号研制成功，它是集搜索和调查于一体的无缆自治水下机器人。“探索者号”的研制成功大缩小了我国与发达国家在这一领域的差距，标志着我国水下机器人技术走向成熟，为国
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种水面无人艇航行及任务载荷复合控制方法[J]. 韩佩妤,韩玮,梁旭. 无人系统技术. 2018(03)
[2]水下机器人发展现状与发展趋势探究[J]. 刘晓阳,杨润贤,高宁. 科技创新与生产力. 2018(06)
[3]水下滑翔机技术发展现状与展望[J]. 沈新蕊,王延辉,杨绍琼,梁岩,李昊璋. 水下无人系统学报. 2018(02)
[4]ROV水下机器人在长河坝水电站中的应用[J]. 孙国兴,李春江,母政龙. 水利水电施工. 2017(04)
[5]“海马”号无人遥控潜水器[J]. 平伟,马厦飞,张金华,黄永展,唐玉涛. 舰船科学技术. 2017(15)
[6]基于ROS平台的六自由度机械臂运动规划[J]. 孟韶南,梁雁冰,师恒. 上海交通大学学报. 2016(S1)
[7]征服未知海底的利器——详解智能水下机器人[J]. 章诚. 机器人产业. 2016(01)
[8]基于OSG的三维数字地球引擎设计与实现[J]. 刘让国,彭会湘,韦二龙. 计算机与网络. 2013(Z1)
[9]一种基于PID算法的ROV运动控制研究[J]. 袁晓宇. 自动化博览. 2012(07)
[10]模糊控制对大型望远镜低速跟踪性能的改善[J]. 刘金星,李洪文. 自动化仪表. 2012(03)
硕士论文
[1]水下机器人水动力性能及其运动控制研究[D]. 程健.大连理工大学 2018
[2]基于模糊PID的无人水下机器人运动控制研究[D]. 李健.大连理工大学 2016
[3]小型水下机器人的运动控制研究[D]. 苗燕楠.华中科技大学 2016
[4]基于ROS系统的简易服务机器人关键技术的研究[D]. 郑梓均.江南大学 2016
[5]基于OSG的航天任务三维仿真系统研究与实现[D]. 赵小丹.重庆大学 2015
[6]基于ROS的移动操作机械臂底层规划及运动仿真[D]. 钱伟.哈尔滨工业大学 2015
[7]基于OSG的海洋场景中典型自然现象的仿真[D]. 王桐明.大连海事大学 2014
[8]水下机器人运动控制器的设计[D]. 郭志军.哈尔滨工程大学 2013
[9]无人水下航行器姿态控制策略研究[D]. 阚如文.吉林大学 2012
[10]基于OSG的城市三维可视化系统研究[D]. 白鹤原.河南理工大学 2010
本文编号：2895259
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1日本制造的“深海-6500”
统在海洋中成功回收一枚氢弹，引起世界各国关注。载人潜水器和无人遥控潜水器，包括有缆遥控潜水器、水底爬行潜水器、拖航潜水器、无缆潜水器[4]。在 1980 年，法国的建造了一艘无人无缆潜水器，其最大潜深为 6000 米，被命名为“逆朗鲸”号。“逆朗鲸”号先后在太平洋海底进行过一百多次深潜作业，出色的完成了太平洋海底峡谷调查、洋中脊调查等重大课题任务[5]。1989 年，日本制造的“深海-6500”深潜器，长 9.5m，重 25t，可乘员 3 人，作业水深6500m，深潜器上装有摄像机、录音机、电视系统以及最新的声纳成像系统，并且水下连续作业时间在六小时以上[5]。到了 1987 年，法国建造了一艘“埃里特”号声学遥控潜水器。主要用于油机设备安装、钻井机检查、锚缆加固、海底辅设油管等复杂作业。其智能程度比 逆戟鲸 号高[6]。美国伍兹霍尔海洋研究所的海洋系统实验室开发的 REMUS600，被用来为美国海军研究局携带反水雷传感器。它的直径达到 32.385 厘米，能够提供更好的承载能力和续航能力[7]。
图 1.3 金枪鱼机器人公司研的 BPAUV 图 1.4 英国“附身符”探索海洋和开发海洋成为我国重要的生产活动一大分支，我国的水下机器人研究起步比晚，中国的水下机器人的研究始于 1985 年 12 月，第一台水下机器人“海洋一号”首航成功从而揭开了我国水下机器人事业发展的序幕。1994 年，我国第一艘无缆水下机器人“探索者号研制成功，它是集搜索和调查于一体的无缆自治水下机器人。“探索者号”的研制成功大缩小了我国与发达国家在这一领域的差距，标志着我国水下机器人技术走向成熟，为国
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种水面无人艇航行及任务载荷复合控制方法[J]. 韩佩妤,韩玮,梁旭. 无人系统技术. 2018(03)
[2]水下机器人发展现状与发展趋势探究[J]. 刘晓阳,杨润贤,高宁. 科技创新与生产力. 2018(06)
[3]水下滑翔机技术发展现状与展望[J]. 沈新蕊,王延辉,杨绍琼,梁岩,李昊璋. 水下无人系统学报. 2018(02)
[4]ROV水下机器人在长河坝水电站中的应用[J]. 孙国兴,李春江,母政龙. 水利水电施工. 2017(04)
[5]“海马”号无人遥控潜水器[J]. 平伟,马厦飞,张金华,黄永展,唐玉涛. 舰船科学技术. 2017(15)
[6]基于ROS平台的六自由度机械臂运动规划[J]. 孟韶南,梁雁冰,师恒. 上海交通大学学报. 2016(S1)
[7]征服未知海底的利器——详解智能水下机器人[J]. 章诚. 机器人产业. 2016(01)
[8]基于OSG的三维数字地球引擎设计与实现[J]. 刘让国,彭会湘,韦二龙. 计算机与网络. 2013(Z1)
[9]一种基于PID算法的ROV运动控制研究[J]. 袁晓宇. 自动化博览. 2012(07)
[10]模糊控制对大型望远镜低速跟踪性能的改善[J]. 刘金星,李洪文. 自动化仪表. 2012(03)
硕士论文
[1]水下机器人水动力性能及其运动控制研究[D]. 程健.大连理工大学 2018
[2]基于模糊PID的无人水下机器人运动控制研究[D]. 李健.大连理工大学 2016
[3]小型水下机器人的运动控制研究[D]. 苗燕楠.华中科技大学 2016
[4]基于ROS系统的简易服务机器人关键技术的研究[D]. 郑梓均.江南大学 2016
[5]基于OSG的航天任务三维仿真系统研究与实现[D]. 赵小丹.重庆大学 2015
[6]基于ROS的移动操作机械臂底层规划及运动仿真[D]. 钱伟.哈尔滨工业大学 2015
[7]基于OSG的海洋场景中典型自然现象的仿真[D]. 王桐明.大连海事大学 2014
[8]水下机器人运动控制器的设计[D]. 郭志军.哈尔滨工程大学 2013
[9]无人水下航行器姿态控制策略研究[D]. 阚如文.吉林大学 2012
[10]基于OSG的城市三维可视化系统研究[D]. 白鹤原.河南理工大学 2010
本文编号：2895259
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