文档介绍：摘要本文结合预研项目,在分析了水下机器人作业环境的特速性及其所安装声纳的特点后,提出了基于模糊控制输出的行为选择策略,仿真实验表明该策略使得水下机器人实时运动规划的有效性进一步提高。为了验证本文所提方法的有效性,本文首先说明了三维视景仿真平台的建立过程。在三维视景仿真平台中对视点参数的设置了进行了说明,通过不同的视点可以实时的以各种角度来观察水下机器人的运动情况。在该平台中对声纳的仿真也进行了说明,水下机器人通过声纳实时探测周围的环境,并根据声纳返回的信息来决定水下机器人的下一步动作。针对三维未知环境及声纳返回信息量少的问题,设计了基于模糊控制理论的水下机器人实时运动规划系统,该系统不需要建立环境模型并且计算量不大,能解决复杂环境下的水下机器人实时运动规划问题。在三维未知环境下,当水下机器人探测到障碍物后,可以选择转艏避障或升沉避障这两种行为中的一种,为了提高水下机器人整个避障过程中的快速性和智能性,提出了行为选择策略。该策略充分利用声纳每一节拍返回的实时探测到的环境信息,在模糊控制器的两个输出变量中,通过行为选择策略选出效率较高的一个作为水下机器人下一节拍的控制量,并且该策略对水下机器人进入凹形区域后的避障方法进行了分析。行为选择策略还充分考虑了水下机器人回航的快速性和安全性问题。最后在三维视景仿真平台上进行仿真实验,通过仿真实验验证了本文所提方法的有效性和可行性。关键词:水下机器人:模糊控制;实时运动规划哈尔滨工程大学硕士学位论文
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第滦髀引言海洋占地球表面积的%,拥有亿立方公里的体积。在海底及海洋中,蕴藏着极其丰富的生物资源及矿产资源。在米以下的大洋底部仍有生命存在,这种在极端条件下的生命,格外受到生物学家的重视。大洋底部还沉积着极为丰富的多金属结核,尤以铜、锰、镍、钻含量最高,估计储量为万亿吨。海底锰的藏量是陆地的倍,铜的藏量为倍,镍为叮圃旌说挠说拇⒉亓扛叽诙郑锹降厣系丁海洋还是一个无比巨大的能源库,天然气水合物总量相当于陆地燃料资源总量的兑陨稀:5状⒋孀诙质停万亿立方米的天然气。因此,洋底的探测和太空探测类似,同样具有极强的吸引力、挑战性。水下机器入作为一种高技术手段,在海底这块人类未来最现实的可发展空间中起着至关重要的作用,发展水下机器人的意义是显而易见的。水下机器人也称作无人潜水器。年美国研制成功了世界上第一台系缆遥控式潜水器与载人潜水器配合,在西班牙外海找到了一颗失落在海底的氢弹,由此引起轰动。从年开始,由于哂薪峁辜虻ァ⒃旒鄣土⑽薹奖悖以及无人员生命危险等优点,并且诤Q笱芯俊⒔S推7ⅰ⒖物资源调查取样、打捞和军事等方面都获得广泛的应用,这些都使得得到了迅速发展⋯。但是谧饕凳毙枰S胨婺复溆善甏缋铝印U饩鸵G母船具有良好的船位保持能力,并且脐带又经常与海底建筑、沉船、岩石等其它设施发生缠绕,不能在结构内部作业,这些都限制了挠τ范围。与啾龋灾嗡禄魅具有活动范围大、潜水深度大、无脐带纠缠、可进入复杂结构中、不需要庞大水面支持等优点【。砹宋蠢此禄魅说姆⒄狗较颍,一“保哈尔滨工程大学硕士学位论文。
水下机器人的研究现状及发展趋势的国内外研究现状在各类水下机器人中,堑苯袷澜绾Q蠊こ塘煊蜓芯康囊桓鋈点。当前难芯抗ぷ髦饕<性诖笱Ш涂蒲谢梗雒拦陀屑甘所呋学和科研机构从事难芯坑肟7ⅰ国际上经常举行关于难刑只幔擅拦潞辈际泊笱靼斓奈奕宋蘩虑彼骷际豕驶嵋槊苛侥昃侔煲淮危两已经举行了十一次,此外,还有一个由海洋工程学会主办的技沭学术会议。国际先进机器人学计划也举办了侍致会。近年来在“”国际会议上,渤晌V饕D谌葜唬目前,许多国家的大学和研究机构都投入了大量的人力和物力用于低车难芯亢涂7ⅰT诟昧煊颍拦际趿α勘冉闲酆瘢渲杏写表噙褆的低秤忻拦>芯可貉兄频摹癙”号吐槭±工学院研制的“”系列H毡驹贏的研究也处于领先地位,ň┐笱У腢实验室开发了许多不同功能的,如“图所示为美国海军研究生院所设计的“焙臕,其主要用来作为际醯难芯亢涂7⑵教ā!癙”,最大航速大约凇C拦>芯可和↙立”号研究了娜砑逑到峁梗髦衷诵胁呗裕约癆的精确定位和回收等各种技术,为挠τ锰峁┝肆己玫目蒲б谰莺途椤图所示为“”系列凶钚碌摹癘笛槭以诰攀甏7⒘恕癘”系列前谬实验室所维护与使用的饕S艘,“笔怯昵锾旄淖岸傻摹!。是当今世界各国研究的热点。”、“”等。毙汀本褪瞧渲兄一.。哈尔滨工程大学硕士学位论文
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⒄骨魇我国无人遥控潜水器及自主式水下机器人从六十年代中期就开始进行了一些探索性研究,“七五”在悄芑魅酥魈庀陆禄魅说开发研制列入国家重点攻关项目,“八五”期间智能水下机器人技