摘要：针对北极高纬度和科学考察中长期冰站对海冰在一定范围内连续重复观测的需求,设计了面向冰下环境的自治/遥控水下机器人("北极ARV")导航定位系统.提出基于海冰运动修正的水下机器人自主导航方法,通过定时引入海冰运动信息,实时准确获取水下机器人相对于海冰的位置信息,这不仅提高了观测数据的实际应用价值,还提高了冰下作业的安全性.仿真试验和北极冰下应用证明这一导航系统具有精度高、稳定性好等优点.

摘要：针对多AUV(autonomous underwater vehicle)系统在未知环境中进行路径规划时难以兼顾避障与编队的问题,提出了一种基于领航—跟随者与行为的多AUV协同避障方法。首先,通过构造碰撞危险度及偏离目标评价函数,设计了AUV局部路径规划方法;在此基础上,结合编队控制方法,分别为领航者和跟随者设计不同的行为以及行为选择模式。半物理仿真实验结果表明,该算法能够实现多AUV系统在未知环境中的协同避障,且队形偏离度与恢复队形时间优于传统多机器人避障算法。实验结果证明了该算法的可行性与有效性。

摘要：为了提高AUV控制系统的可靠性、灵活性,采用分布式网络代替之前的集中式网络;并通过CAN和CANopen协议搭建分布式网络,主节点采用ARM-Linux,从节点采用AVR-μCOS;分别针对主从节点进行设计和优化,并给出了具体的实现方法,最后对CAN网络进行了优化;最终提高了AUV的控制系统设计的灵活性,同时提高了可靠性和实时性。

摘要：通过对水下机器人在运动过程中的受力以及力矩分析,水下机器人采用可旋转推进器,所以要实现六自由度的运动只需要4个推进器,采用推进器布局。建立了基于可旋转推进器的水下机器人六自由度运动方程,并有针对性的对六自由度运动方程进行了简化。水下机器人运动控制的分析离不开动力学模型,所以对其进行受力和力矩分析是必要的。在简化的运动方程的基础上设计了运动控制系统,并使用Matlab对其进行仿真验证。

摘要：目前便携式AUV控制器大多以X86架构处理器为核心,体积大、集成度低、功耗高。依据AUV控制系统需求,设计了以ARM Cortex-A9系列***6Q CPU为核心,集成电源、GPIO、串口扩展、网卡扩展、AD采集、CAN接口多个模块的电路为硬件平台,嵌入式Linux操作系统为软件运行环境的便携式AUV控制器。在硬件上对控制器进行了定制化设计,在软件上对各模块进行了Linux设备驱动设计与移植。经测试结果表明,该控制器有效地解决了AUV电子舱占用体积大,集成度低,功耗高的问题,而且性能可靠,为便携式AUV实现产品化打下了良好的基础。

摘要：针对水下复杂环境中UUV编队避障问题,提出一种基于模糊控制的UUV编队避障控制方法。在单UUV避障的基础上,根据雁群编队行为和避障机制,设计基于模糊控制的编队拆分避障算法,考虑不同通信条件进行仿真,结果表明所提方法能够有效解决UUV编队在障碍物环境下队形控制及避障问题。考虑到工程实际,针对通信延迟进行了处理,并通过仿真验证处理方法的有效性。最后以典型狭长极窄障碍物环境进行了湖上试验。

摘要：本文介绍了一种基于单片机与触摸屏的水下机器人便携式遥控单元设计方法,主要包括便携式遥控单元硬件结构、单片机与触摸屏之间的通信以及遥控单元软件设计等内容。通过该便携式遥控单元在北极冰下自主/遥控海洋环境监测系统中的成功应用,证明了这种遥控单元不仅具有良好的人机交互环境,而且具有体积小、操作方便、成本低和可靠性高等优点。

摘要：为了缩短CAN网络的开发周期,降低成本,通常先通过软件进行仿真。在此采用QEMU作为其单个结点,并通过Socket CAN将各个结点链接起来组成CAN(Controller Area Network)虚拟网络。在设计单结点时,采用最新的QOM(QEMU Object Model)模型,设计了通用的独立CAN控制器SJA1000,包括设备模型、设备前后端、设备驱动的设计。最后在QEMU实现了虚拟CAN设备,给出了其功能测试结果,并对搭建的CAN网络进行了性能测试,满足仿真要求。

摘要：A high-efficiency propeller can enable a long mission duration for autonomous underwater vehicles(AUVs).In this study,a new method with OpenProp coupled with computational fluid dynamics was developed to design a propeller for an Explorer100 *** towed system simulation of the AUV was used to measure the nominal wake,and a self-propulsion simulation was used to measure the effective wake at the disc plane just in front of a *** propellers referring to the nominal wake(propeller 1)and effective wake(propeller 2)were designed with OpenProp and appended with the AUV for self-propulsion simulations,*** the numerical simulation of the AUV self-propulsion tests,the cruising velocity of AUV was *** flow characteristics of the self-propulsion in pressure and velocity contours were also *** propeller designed with an effective wake improved the thrust,velocity,and efficiency by approximately 11.3%,6.7%,and 2.5%,respectively,as compared with those with a nominal *** cruising velocity of the final designed propeller for the Explorer100 AUV improved by 21.8%,as compared to that of the original propeller from the AUV free-running tests.