水下航行器AUV自动控制系统研究开题报告
2020-03-10 16:59:08
1. 研究目的与意义(文献综述)
海洋中拥有非常丰富的资源,对于海洋资源的开采与研究是我国乃至于全人类在21世纪可持续发展战略的重要一步。对于海洋的资源开发也成为了许多国家的研究重点[1]。由于人类自身受各种生理条件和地理条件所限,为了克服在科研中和军事活动中海洋环境带给我们的困难,人们先后研制出了适用于各种水下环境作业的自主式水下机器人。同时随着数字计算机技术、水下视频、水深定位导航、声纳成像等技术的高速发展,发达国家先后研制了自主式水下机器人[2]。由于它不载人,所以省去了载人的舱室以及生命保障系统,可以做到更轻巧灵活,从而避免了潜水病和人身事故。
常见的水下机器人,一般按照机体结构以及相应功能可划分为[3]:遥控式水下机器人(remotely operated vehicles,简称rov,由水面操作员控制);无人式水下机器人(unnamed underwater vehicles,简称uuv,半自主或预编程式控制);智能水下机器人(autonomous underwater vehicles,简称auv,全自主式或智能式控制)。在实际中,auv正是人类认识海洋并且开发利用海洋的重要载体工具之一。人们对auv的智能化程度要求也在日益提高,期望auv在运动中能够感知周围环境,并且根据周围环境状况适时调整自身运动状态以满足进行科研研究和军事活动的水下作业目的。在实际中,auv作为一种特殊的工具,非常适合进行海底勘探,它生产成本低,同时又非常安全。而与rov 相比,auv 本身不带缆、高度智能化、安全可靠的优点决定了它体积较小、费用较低的特点
[4]。自主式水下潜器无论在军事还是民用方面都有广泛的应用。军事方面如战区侦察、探测并扫除水雷、潜艇对抗、海上预警、封锁航线或港口、攻击敌舰船或潜艇、破坏石油设施及通讯网络等;民用方面如海洋资源勘察与开发、海洋环境变化监测、海底地形地貌调查与勘测以及深海技术、水下设施检查、海洋救险和打捞等。auv 具有环境适应性强、活动范围大、使用方便等诸多优势,是最好的水下作业工具之一。自主式水下机器人(auv)的自身优势,决定了它是水下机器人今后的主要研究方向[5-6]。
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容、目标
本次的研究对象是我实验室研制的用于参加国际水下机器人竞赛(iauvc)的自主式水下机器人。国际水下机器人比赛(iauvc)是由国际无人系统联合会(auvsi)和美国海军装备研究中心合作举办的最高级别赛事,已成功举办十三届,参赛队伍均包括:mit、多伦多大学、cornell university、日本东京大学等。竞赛主要任务包auv自主穿过起点大门、跟踪水底标志线、撞击球状物、投掷目标物等。
3. 研究计划与安排
第1周 查阅文献;分析题目研究现状,学习基本理论;
第2周 同上;
第3周 同上;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]宋振华.水下机器人自主导航系统的研究[d].上海:上海交通大学电子信息与电气工程学院,2007,16-28 页.
[2]徐玉如,苏玉民,关于发展智能水下机器人技术的思考,舰船科学技术,
2008,30(4):17~21.