自主式水下机器人控制方法研究

水下机器人能够代替人类完成水下各种极端环境作业,其精确控制成为研究热点.阐述了国内外水下机器人控制方法的研究现状,对现有水下机器人的控制方法进行了分析整合,进而总结了水下机器人在无动力学模型依据和基于动力学模型时的控制方法,特别是归纳了基于水动力学建模控制方法的一般过程,最后对水下机器人控制领域未来的发展进行探索与展望.     

水下军用机器人

水下机器人又称为水下无人潜水器，分为遥控、半自主及自主型，水下机器人是典型的军民两用技术，不仅可用于海上资源的勘探和开发，而且在海战中也有不可替代的作用．为了争夺制海权，各国都在开发各种用途水下机器人，其中有探雷机器人、扫雷机器人、侦察机器人等，     

军事零讯

ASia亚洲特种水下机器人列入中国“863”项目 最近,由甘肃长城水下高技术有限公司研制出的“堤坝安全检测水下机器人”被列为国家技术、水下控制与导航技术、声呐探测技术和水下视频探测技术。它是一个以图像声呐、浅剖声呐和高清晰度摄像头为探测手段,以水下遥控机器人为载体的高科技综合合体。该机器人能以动力定位技术悬浮于水中,像直升机在空气中地运动那样,能在水中任意方向作自由运动,水下工作深度可达150米,扫查速度为0.5-1米/秒.可程控连续扫描或手动控制扫描,可全天候工作,连续成像,不受天气和环境影响。     

水下机器人避碰运动研究

本文针对水下机器人与周围障碍物发生碰撞的情况,提出了一种用模糊决策技术判断危险度大小的方法,建立了危险度判断模型,并分析了水下机器人避碰动作决策模型的构造原则。     

自主水下机器人布放回收技术综述

对水下机器人布放回收这一领域的研究进行了综述并对未来研究进行了展望。首先分析了水下机器人布放回收的不同方式,主要可分为水面有人舰船、水面无人船、潜艇以及大型水下机器人布放回收方式。接着举出不同回收方式的国内外例证并对其优缺点进行总结。随后探讨和分析了实现布放回收所需的关键技术,包括自主对接技术、定位引导技术、锁紧定位技术及对接回收策略,并对技术现状及装备进行举例分析。最后对水下机器人布放回收的研究方向和重点进行了展望。综述表明,水下机器人布放回收的结构和所需关键技术还需持续研究,特别需要关注的是随着布放回收技术研究的不断深入,未来水下机器人布放回收系统将向自主化、无人化、通用化发展。     

援潜救生缆控水下机器人两型机械手研制的若干技术问题

本文介绍了我国自行研制的水下６００米援潜救生兼顾海洋油气开发作业的缆控水下机器人的两型机械手的主要技术性能、特点。笔者还针对水下机器人的工作环境及作业特点,重点阐述了两型水下机械手设计、研制中的若干技术问题,并对水下机械手的设计观点和方法作了一些新的探索和尝试。     

能量均衡的围捕任务分配方法

随着水下机器人反围捕策略研究的不断深入，水下机器人围捕变得越来越困难。为此构建一种多层环状伏击围捕模型并设计了基于围捕任务的任务分配方法，使得水下机器人能够充分利用自身的特点更好地完成任务。同时，考虑在围捕过程中随时间推移，系统内能量会出现消耗不均的现象，据此提出一种能量均衡方法平衡系统能量的消耗。实验证明所提出的基于多层环状围捕模型的能量均衡策略任务分配方法能有效提高围捕成功率，延长系统寿命。     

英国招标侦察UUV

据报道,金枪鱼机器人公司、海德罗伊德公司和康斯堡海事公司将竞标,为英国皇家海军提供新型侦察无人水下航行器（UUV）,新型侦察UUV将于2009年服役。     

水下滑翔机原理与应用

正水下滑翔机(UnderwaterGlider,UG)是一种水下机器人,它通过调整自身浮力来实现升沉,通过调整两翼的净浮力和姿态角来获得推进力,实现水下滑翔并收集水下信息。它具有能源利用效率高、噪音低,大范围、长时间连续进行海洋环境观测与探测的优势,适用于"中尺度"及以上甚至部分"亚中尺度"的物理海洋现象观测、生态环境调查和海洋安全保障等工作。水下滑翔机为海洋大数据分析、数值预报等重要应用领域提供了现场准实时测量数据。水下滑翔机在军事和国防领域也发挥着重要作用。水下滑翔机的研究内容涉及水下无人平台结构     

智能机器人角逐未来战场

陆地侦察机器人涉足恶劣环境中进行侦察、排险、冲锋陷阵;水下侦察机器人潜入深海侦察敌方潜艇、舰船的活动,载弹“攻击型水下机器人”悄无声息地接近敌方的舰艇,对敌人进行突然袭击;无人机实施目标侦察乃至空中打击;太空机器人维修己方各种卫星、空间站,攻击敌方的各种太空武器装备平台……这不是天方夜谭,在武器智能化潮流的驱动下,科幻电影《未来世界》中“机器人”追杀真人的恐怖情景,在不久的将来也许会成为真实的事情。 智能武器是把智能计算机应用于各种武器装备上,使它们不用人的直接操作就能完成各种军事任务的武器装备。这种武器比精确制导武器、灵巧型武器更先进。在智能武器方阵中智能机器人位居其首。     

未来水下作战的多面手：自主式潜航器

为了解决线导灭雷具受脐带电缆或光纤电缆羁绊的问题,从20世纪90年代起各国海军便开始研究无缆灭雷具,自主式水下航行器(AUV)就是其中一种,它也称为无人水下航行器(UUV),是一种无缆的水下航行器,或称无缆水下机器人。目前已取得迅猛发展,并且功能也有很大扩展,不仅适用于水下作战各领域,而且在海洋研究和水     

两栖仿生机器人登陆自适应越障机构优化设计

两栖仿生机器人是一种能够同时在水下和陆地工作的无人平台,在抢险救灾、环境勘探与资源开发等领域具有广泛应用。本文提出了一种具有自适应登陆越障能力的轮鳍复合式两栖机器人,对其越障过程进行了运动学与力学分析,以其在临界越障时刻转矩为目标函数,应用遗传算法优化设计了结构与运行参数,同时与其他两栖机器人越障能力进行对比。结果表明,优化后越障所需转矩相比优化前降低了718.4 N·mm,轮鳍复合式机器人能够攀越相比自身尺寸更高的垂直障碍。模拟仿真了所设计机器人的越障过程,获得了其在平地行走、越障以及上坡推进过程中的速度、位移与力矩的变化规律,并通过实验进行了验证。     

AUV纵倾角动态面滑模自适应控制

对于自主水下机器人(AUV)纵倾角跟踪问题,提出一种基于动态面滑模思想的自适应控制方法。首先对自治水下机器人纵倾角运动模型进行简化,其次针对不确定外干扰的情况,设计了自适应规律,对外干扰进行估计,在此基础之上设计了动态面滑模自适应控制器,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的稳定性,最后通过给定参数的仿真实验结果可知,所设计的控制器在系统受到不确定外干扰时,表现出良好的鲁棒性。     

深海潜水器ARV关键技术

较为详细地介绍了一种全新概念的深海潜水器(ARV),此潜水器综合了自治水下机器人(AUV)和遥控水下机器人(ROV)的各自优势,既可以像AUV一样依靠预设指令进行自主巡航,又可以像ROV一样,通过水面视频画面控制进行精细作业。其最大的特点是用微细光缆代替了传统的脐带电缆,使ARV更具远距离、大深度、实时操作、机动灵活等特点。介绍了其系统组成、关键技术和国内外发展水平及其发展的重要意义。     

用于堤坝检测的剖面声纳系统实验研究

针对水下堤坝安全检测,提出并设计实现了适合水下机器人等小平台为载体的可用于堤坝安全检测的高分辨率剖面声纳,系统通过获取被测堤坝内部的回波信号,由DSP构成的水下处理单元进行实时信号处理,从而可获得坝体内介质不连续的信息,并由水上分机进行堤坝内部剖面图像的重建及显示。通过水池和外场堤坝工程检测等应用实例,取得了良好的效果,验证了系统技术路线的可行性和性能的稳健性。     

深海作战试金石——透视美海军水上无人舰队建设

随着高技术战场的立体化,战场空间已经从太空、中高空、中低空、超低空、地面、海面一直延伸到水下。为掌控未来海上战场优势,满足新的作战需要,近年来美国海军开始斥巨资打造一支能够适用于深海作战的水下无人舰队。据悉,美军正在建造的这支新颖且极具威力的舰队,不仅能够携带各种武器,在水上或水下执行情报搜集、扫雷等辅助性任务,而且还能对敌舰进行攻击,具有隐蔽性好、攻击性强、控制范围广、费用低等诸多优势。军事专家预计,到2020年前后,美军将拥有1000套水下机器人,届时将组成一支战斗力不容小觑的水下无人舰队。未来战力不可小窥“…     

水下机器人——无人潜艇

无人潜艇是在水中活动的水下机器人。它已广泛应用于扫雷、侦察、通信等任务。无人潜艇的种类繁多,大致可分为遥控型、潜水艇型、半浮半沉型及完全自立型。     

2003亚洲国际海事防务装备展揽胜

“2003国际海事防务展暨水下防务技术展”于2003年11月11日至14日在美丽的新加坡隆重举行。这次国际防务展是显示海事防务实力和各国海军装备的大展台,中国、美国、法国、澳大利亚、印度、韩国、马来西亚、印度尼西亚、泰国等10个国家先后派出16艘性能先进的水面舰艇参展。176个公司和厂商带去他们制造的用于海上防务的潜艇、航空母舰、现代化导弹驱逐舰、护卫舰、鱼雷、深潜器和水下机器人,还有直升机、战斗机、火控、声纳、雷达、     

动物机器人及其潜在军事应用价值

动物机器人由于具有出色的隐蔽性和环境适应性，可能在未来战争或局部冲突中会扮演重要角色，成为决定战场胜负的杀手锏。针对动物机器人及其潜在的军事应用价值，本文介绍了动物机器人的原理，根据动物生存环境的差异综述了陆地动物机器人、飞行动物机器人和水下动物机器人等三种类型机器人的研究现状；在此基础上，分析了动物机器人在抵近侦察、目标引导、对象识别和直接打击等方面的潜在军事应用价值，并讨论了动物机器人走向实用过程中存在的刺激靶点、刺激方式、生物相容性、操控器件、无线通讯以及能源供给等方面存在的工程问题以及未来研究方向。动物机器人优势十分明显，但对技术的要求也非常高，目前仅仅处于起步阶段，未来的路还任重道远。     

基于PPO的球形机器人目标跟随研究

球形机器人由于其优异的运动性能、出色的地形适应能力和防侧翻的特性,被广泛应用于水下探测、岸滩巡检等需要适应复杂环境的场景。然而球形机器人系统模型具有欠驱动、非线性的特点,运动控制问题复杂,在复杂应用环境下难以可靠跟随目标。为此,提出了一种基于近端策略优化(PPO)算法的球形机器人目标跟随方法。该方法基于深度强化学习理论,在球形机器人动力学模型的基础上,设计了简单高效的动作空间和表征完善的状态空间。并且为提高目标跟随方法的鲁棒性,该方法在奖励函数中引入人工势场,以使目标始终保持在机器人视野中心。仿真结果表明,所提方法能够满足既定场景的跟随需求,球形机器人使用该方法可以对随机运动目标进行可靠跟随。