水下機(jī)器人

水下機(jī)器人也稱(chēng)無(wú)人遙控潛水器，是一種工作于水下的極限作業(yè)機(jī)器人。沈陽(yáng)自動(dòng)化所自上世紀(jì)70年代末期開(kāi)始水下機(jī)器人的研究，經(jīng)過(guò)幾十年的努力，已使我國(guó)水下機(jī)器人技術(shù)躋身于世界前列。水下環(huán)境惡劣危險(xiǎn)，人的潛水深度有限，所以水下機(jī)器人已成為開(kāi)發(fā)海洋的重要工具。無(wú)人遙控潛水器主要有：有纜遙控潛水器和無(wú)纜遙控潛水器兩種，其中有纜遙控潛水器又分為水中自航式、拖航式和能在海底結(jié)構(gòu)物上爬行式三種。

典型的遙控潛水器是由水面設(shè)備（包括操縱控制臺(tái)、電纜絞車(chē)、吊放設(shè)備、供電系統(tǒng)等）和水下設(shè)備（包括中繼器和潛水器本體）組成。潛水器本體在水下靠推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)，本體上裝有觀測(cè)設(shè)備（攝像機(jī)、照相機(jī)、照明燈等）和作業(yè)設(shè)備（機(jī)械手、切割器、清洗器等）。

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潛水器的水下運(yùn)動(dòng)和作業(yè)，是由操作員在水面母艦上控制和監(jiān)視。用已知偏移值調(diào)整位置–在測(cè)線末尾確定此偏移值–和沿測(cè)線航行距離成比例AUV下潛前，獲得GPS定位。靠電纜向本體提供動(dòng)力和交換信息。中繼器可減少電纜對(duì)本體運(yùn)動(dòng)的干擾。新型潛水器從簡(jiǎn)單的遙控式向監(jiān)控式發(fā)展，即由母艦計(jì)算機(jī)和潛水器本體計(jì)算機(jī)實(shí)行遞階控制，它能對(duì)觀測(cè)信息進(jìn)行加工，建立環(huán)境和內(nèi)部狀態(tài)模型。操作人員通過(guò)人機(jī)交互系統(tǒng)以面向過(guò)程的抽象符號(hào)或語(yǔ)言下達(dá)命令，并接受經(jīng)計(jì)算機(jī)加工處理的信息，對(duì)潛水器的運(yùn)行和動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視并排除故障。開(kāi)始研制智能水下機(jī)器人系統(tǒng)。操作人員僅下達(dá)總?cè)蝿?wù)，機(jī)器人就能根據(jù)識(shí)別和分析環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行動(dòng)、回避障礙、自主地完成任務(wù)。

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水下機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域

水下娛樂(lè)1、水下電視拍攝、水下攝影；2、潛水、劃船、游艇；3、看護(hù)潛水員，潛水前合適地點(diǎn)的選擇；

能源產(chǎn)業(yè)1、站反應(yīng)器檢查、管道檢查、異物探測(cè)和取出；2、水電站船閘檢修；3、水電大壩、水庫(kù)堤壩檢修(排沙洞口、攔污柵、泄水道檢修)；

考古水下考古、水下沉船考察

漁業(yè)深水網(wǎng)箱漁業(yè)養(yǎng)殖，人工漁礁調(diào)查。

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測(cè)線轉(zhuǎn)彎覆蓋

AUV轉(zhuǎn)彎時(shí)可以觀察到第二誤差。理想情況下，所有測(cè)線都設(shè)計(jì)成單段斷面。每段結(jié)果，出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷，轉(zhuǎn)彎一旦完成，開(kāi)始新測(cè)線。但是，下面例子中，AUV在8秒內(nèi)轉(zhuǎn)彎30°。大多數(shù)情況下，這不成問(wèn)題。

任務(wù)期間，多波束聲吶更新率2 Hz。可以確定，以此Ping率，AUV以2節(jié)航速，在110m水深可以完全覆蓋海底。但是，條帶的邊緣(離正下方175m)不能完全覆蓋海底，因?yàn)槊棵?°轉(zhuǎn)彎速度時(shí)，邊緣波束的旅行距離超過(guò)波束腳印大小。

這樣就留下了縫隙。系統(tǒng)Ping率需要大于12Hz才能填充這些區(qū)域。(轉(zhuǎn)彎率濾波器可以完全清除此數(shù)據(jù))

淺水情況下，這是可以做到的。但本案例中，用2條直線取代折線，直線在轉(zhuǎn)彎時(shí)相交，以完整覆蓋區(qū)域。當(dāng)然，缺點(diǎn)就是增加了測(cè)量時(shí)間。

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