面向AUV水下回收的仿花瓣机械爪设计与水池试验

1

作者 刘玉红 张大卫 +2 位作者 苑满星 边德勇 郑竹玉 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第5期462-468,共7页

随着海洋开发与利用区域不断向深、远海延伸,自主式水下航行器(AUVs)长期水下作业需求也愈发紧迫,因此,开展隐蔽、快速、安全的AUV水下回收技术研究具有重要的意义.针对AUV水下移动对接回收需求,同时基于现有水下移动对接回收装置末端... 随着海洋开发与利用区域不断向深、远海延伸,自主式水下航行器(AUVs)长期水下作业需求也愈发紧迫,因此,开展隐蔽、快速、安全的AUV水下回收技术研究具有重要的意义.针对AUV水下移动对接回收需求,同时基于现有水下移动对接回收装置末端执行机构的特点,受牵牛花瓣结构形状及开合运动规律启发,并结合空间折展机构,提出并设计了一款新型机械手式AUV水下回收装置末端执行机构——仿花瓣机械爪.仿花瓣机械爪主瓣可实现主动张合,带动可折展副瓣收拢与张开,结合主瓣上的被动柔性指可实现对AUV的牢固抓取.通过对仿花瓣机械爪的运动学分析获得了其运动规律及运动参数,机械爪主、副瓣面展开角均随电推杆行程的增加而减小,其变化范围分别为[0°,32°]和[0°,23.8°),完全展开后,花瓣最大开口尺寸为657 mm.通过水池试验验证了仿花瓣机械爪的预期运动及抓取效果;同时还探讨了机械爪偏心距离、机械爪开角及闭合速度对回收效果的影响.结果表明:偏心距仅对回收时间有较大影响,偏心距越大回收时间变长;而机械爪开角及闭合速度则主要影响最大碰撞力与回收时间,且机械爪闭合速度过快不利于成功回收. 展开更多

关键词 水下移动对接回收 自主式水下航行器(auv) 仿花瓣机械爪 柔性指 运动学分析

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基于水下自主航行器(AUV)的神狐峡谷谷底块体搬运沉积特征及其对深水峡谷物质输运过程的指示 被引量：5

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作者 刘铮 陈端新 +2 位作者 朱友生 张广旭 董冬冬 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期13-21,共9页

海底峡谷是陆源物质向深海运移的重要通道。对于远离陆地的海底峡谷,通常认为浊流是物质搬运的主要营力。受限于探测精度和复杂作业环境影响,使用常规地球物理资料对深水海底峡谷尤其是对谷底沉积体的形态和结构特征的刻画不够精细。基... 海底峡谷是陆源物质向深海运移的重要通道。对于远离陆地的海底峡谷,通常认为浊流是物质搬运的主要营力。受限于探测精度和复杂作业环境影响,使用常规地球物理资料对深水海底峡谷尤其是对谷底沉积体的形态和结构特征的刻画不够精细。基于水下自主航行器(AUV,Autonomous Underwater Vehicle)采集的高分辨率多波束、旁扫声呐和浅地层剖面资料,对神狐峡谷群中的一条峡谷的谷底表面及部分浅部地层的沉积特征进行了分析。结果表明,峡谷谷底浅部地层并不像它平滑的表面那么简单,而是由大量内部杂乱弱反射、厚度在8.4 m及以下的块体搬运沉积体组成。峡谷中下游块体搬运沉积体大都沿峡谷走向整体呈条带状展布,不是直接来源于相邻的峡谷脊部。研究认为在特定沉积环境下(例如高海平面时期),陆坡限定性峡谷谷底的块体搬运沉积过程的重复进行是峡谷谷底物质输运的重要途径,与浊流共同雕刻了峡谷的地形地貌。基于AUV的地球物理探测技术将是研究海底浅表层沉积过程和保障海底工程施工的重要手段。 展开更多

关键词 海底峡谷 物质输运 水下自主航行器(auv) 块体搬运沉积 神狐峡谷群

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子母式AUV多载荷布放机构设计与性能测试

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作者 李昊辰 乔文超 +3 位作者 张航 周胜增 田新亮 温斌荣 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期92-99,共8页

[目的]针对水下搜救、战时布防、密集攻击等场合对负载能力、响应速度、多体协同的特殊要求,提出一种子母式AUV的概念。[方法]设计高负载率内藏式的载荷携带形式、多点组合推冲的弹射出舱方式以及前后舱段错位交替的多载荷布放方法。构... [目的]针对水下搜救、战时布防、密集攻击等场合对负载能力、响应速度、多体协同的特殊要求,提出一种子母式AUV的概念。[方法]设计高负载率内藏式的载荷携带形式、多点组合推冲的弹射出舱方式以及前后舱段错位交替的多载荷布放方法。构建一套适用于载荷布放的笼式悬挂系统以及多载荷次序布放机构,并开展一系列实验室及湖上试验。[结果]结果表明:单个子AUV能在0.2 s内成功出舱,经过0.5 s的姿态变化成功与母AUV分离,6个子AUV在30 s内从母AUV中安全分离,布放冲击对母AUV影响较小。[结论]所提出的子母式AUV及其载荷布放方法具有良好的可行性和可靠性,可顺利实现多载荷的安全可靠布放。 展开更多

关键词 自主水下航行器(auv) 子母式auv 载荷布放 协同组网

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融合自适应势场法和深度强化学习的三维水下AUV路径规划方法

4

作者 郝琨 孟璇 +1 位作者 赵晓芳 李志圣 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第7期1451-1461,共11页

在复杂海洋环境中,AUV路径规划方法的生成路径质量低、动态避障能力差,为此提出新的三维水下AUV路径规划方法(IADQN).针对AUV在未知水下环境中障碍物识别和规避能力不足的问题,提出自适应势场法以提高AUV的动作选择效率.为了解决传统深... 在复杂海洋环境中,AUV路径规划方法的生成路径质量低、动态避障能力差,为此提出新的三维水下AUV路径规划方法(IADQN).针对AUV在未知水下环境中障碍物识别和规避能力不足的问题,提出自适应势场法以提高AUV的动作选择效率.为了解决传统深度Q网络(DQN)经验回放策略中样本选择效率低的问题,采用优先经验回放策略,从经验池中选择对训练贡献较高的样本来提高训练的效率. AUV根据当前状态动态调整奖励函数,加快DQN在训练期间的收敛速度.仿真结果表明,与DQN方案相比,IADQN能够在真实的海洋环境下高效规划出省时、无碰撞的路径,使AUV运行时间缩短6.41 s,与洋流的最大夹角减少10.39°. 展开更多

关键词 路径规划 深度强化学习 自适应势场法 自主水下航行器(auv) 动态奖励函数

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自主水下航行器的分离运动安全性研究 被引量：2

5

作者 李家旺 宋保维 +2 位作者 余德海 邵成 杜晓旭 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1241-1245,共5页

为给自主水下航行器(AUV)的分离方式选择提供理论依据,对重力解脱方式和推冲分离方式下AUV的分离运动安全性进行了定量分析。考虑到载荷与运载体之间相互影响的差异,利用多刚体力学原理,建立了两种方式下的AUV分离运动方程。根据彻底分... 为给自主水下航行器(AUV)的分离方式选择提供理论依据,对重力解脱方式和推冲分离方式下AUV的分离运动安全性进行了定量分析。考虑到载荷与运载体之间相互影响的差异,利用多刚体力学原理,建立了两种方式下的AUV分离运动方程。根据彻底分离后载荷与运载体之间的相对距离检测,提出了一种分离安全度模型。结果表明,当载荷的重力大于浮力时,前种方式下的分离安全度随着分离前速度或辅助推力的增加而提高,预定分离角过大或过小会使其降低;对于后种方式,在低速、大推冲力条件下其分离安全性较前种方式高,在高速时则可能导致碰撞。 展开更多

关键词 基础力学 自主水下航行器(auv) 运动方程 分离安全度模型

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自主式水下航行器三维路径跟踪的神经网络H_∞鲁棒自适应控制方法 被引量：6

6

作者 葛晖 敬忠良 高剑 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期317-322,共6页

本文研究了存在模型不确定以及外界未知扰动情况下的自主式水下航行器(AUV)的三维路径跟踪控制问题.针对此问题,首先利用时标分离原理及正交投影Serret-Frenet坐标系建立了描述AUV质心运动及姿态运动的的仿射非线性数学模型.其次,在控... 本文研究了存在模型不确定以及外界未知扰动情况下的自主式水下航行器(AUV)的三维路径跟踪控制问题.针对此问题,首先利用时标分离原理及正交投影Serret-Frenet坐标系建立了描述AUV质心运动及姿态运动的的仿射非线性数学模型.其次,在控制器设计中运用神经网络H∞鲁棒自适应算法克服了模型的不确定性及扰动,同时在控制器设计中利用了主导输入的思想,降低了闭环系统的复杂度,减少了实时计算工作量,便于工程应用.基于Lyapunov理论的分析保证了系统的稳定性.仿真结果表明,路径跟踪控制律可以保证AUV沿期望路径运动,并且具有良好的动态性能. 展开更多

关键词 自主式水下航行器(auv) 三维路径跟踪 Serret—Frenet坐标系 质心回路 姿态回路 神经网络

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自主水下航行器发展概述（英文） 被引量：24

7

作者 ALAAELDEEN M.E.Ahmed 段文洋 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期768-787,共20页

自主水下航行器(AUVs)因其应用于海洋勘探而逐渐成为一个有趣的研究对象。波浪滑翔机是一种行驶于波浪表面的无人滑行器(SUV),它借助海洋能来推动自己,这对于典型的AUVs所采用的电机供能以及昂贵的锚链系统浮标供能来说,是一种技术上的... 自主水下航行器(AUVs)因其应用于海洋勘探而逐渐成为一个有趣的研究对象。波浪滑翔机是一种行驶于波浪表面的无人滑行器(SUV),它借助海洋能来推动自己,这对于典型的AUVs所采用的电机供能以及昂贵的锚链系统浮标供能来说,是一种技术上的重大跨越。该文讨论了最有效率的AUVs类型。第一部分为每一种类型的发展历程,第二部分为它们各自的技术特点。此外,波浪滑翔机作为应用于海洋部门的一种新型水下机器人,文中简要地给出它的过去,现在以及未来的发展概述。研究波浪滑翔机的意义在于证明它的效率以及实用性,进而取代诸多的AUVs来实现各种实际应用。而研究结果也表明波浪滑翔机确实可以应用于众多领域。对于海洋检测而言,相比于其他AUVs,波浪滑翔机提供了更廉价,更经济,更环保的作业模式,同时也不需要缆绳、船舶等海上作业服务。 展开更多

关键词 自主水下航行器(auv) 水下滑行器 波浪滑翔机

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自主水下航行器的鲁棒自适应姿态控制算法 被引量：7

8

作者 蒋云彪 郭晨 于浩淼 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第17期266-270,共5页

针对自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)在自动巡航任务中的姿态控制问题,提出了一种神经网络与滑模控制相结合的鲁棒自适应姿态控制算法。采用了RBF神经网络对AUV数学模型中的不确定项进行逼近,抑制了未建模动态和参... 针对自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)在自动巡航任务中的姿态控制问题,提出了一种神经网络与滑模控制相结合的鲁棒自适应姿态控制算法。采用了RBF神经网络对AUV数学模型中的不确定项进行逼近,抑制了未建模动态和参数摄动的影响,进而基于反步法和滑模控制设计了姿态控制律,其中引入鲁棒项以克服外界干扰和神经网络逼近误差,并通过Lyapunov定理证明了控制系统的稳定性。将所设计的控制算法应用在AUV的姿态控制系统中进行数值仿真,验证了该控制算法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 自主水下航行器(auv) 姿态控制 反步法 神经网络 滑模控制 鲁棒性

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基于深度强化学习的AUV路径规划研究 被引量：1

9

作者 房鹏程 周焕银 董玫君 《机床与液压》 北大核心 2024年第9期134-141,共8页

针对三维海洋环境水下自主航行器(AUV)路径规划问题,传统的路径规划算法在三维空间中搜索时间长,对环境的依赖性强,且环境发生改变时,需要重新规划路径,不满足实时性要求。为了使AUV能够自主学习场景并做出决策,提出一种改进的Dueling ... 针对三维海洋环境水下自主航行器(AUV)路径规划问题,传统的路径规划算法在三维空间中搜索时间长,对环境的依赖性强,且环境发生改变时,需要重新规划路径,不满足实时性要求。为了使AUV能够自主学习场景并做出决策,提出一种改进的Dueling DQN算法,更改了传统的网络结构以适应AUV路径规划场景。此外,针对路径规划在三维空间中搜寻目标点困难的问题,在原有的优先经验回放池基础上提出了经验蒸馏回放池,使智能体学习失败经验从而提高模型前期的收敛速度和稳定性。仿真实验结果表明:所提出的算法比传统路径规划算法具有更高的实时性,规划路径更短,在收敛速度和稳定性方面都优于标准的DQN算法。 展开更多

关键词 自主水下航行器(auv) 三维路径规划 深度强化学习 Dueling DQN算法

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自主水下航行器辅助的水下地理机会路由协议

10

作者 丁钰莹 郝琨 李成 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2020年第9期1521-1531,共11页

针对水下传感器网络(UWSN)存在能耗高、传输率低和带宽窄等问题,提出自主水下航行器(AUV)辅助的水下地理机会路由协议(GOHRP)。初始阶段,GOHRP基于普通节点的深度设计间距不等的分层网络,并依据普通节点权重大小选择每层的代理节点;路... 针对水下传感器网络(UWSN)存在能耗高、传输率低和带宽窄等问题,提出自主水下航行器(AUV)辅助的水下地理机会路由协议(GOHRP)。初始阶段,GOHRP基于普通节点的深度设计间距不等的分层网络,并依据普通节点权重大小选择每层的代理节点;路由阶段,普通节点通过机会路由策略将采集到的数据和反映水下事件重要性与时效性的数据信息值(VOI)转发给代理节点,接着AUV采用动态路由策略优先访问发送VOI值最大的代理节点,并将代理节点上的数据传输到水面浮标。仿真结果表明,GOHRP在保证高效稳定的数据传输率的同时,降低了网络时延,提高了能量利用率。 展开更多

关键词 水下传感器网络(UWSN) 地理机会路由 自主水下航行器(auv) 不等层结构

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水下自主机器人接驳碰撞过程分析 被引量：12

11

作者 史剑光 李德骏 +1 位作者 杨灿军 蔡业豹 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期497-504,共8页

为了保证水下自主航行器(AUV)接驳过程的顺利进行,对一种新型喇叭状开口型接驳系统的接驳碰撞过程进行分析,从而为接驳系统的结构设计和参数选择提供依据.在详细分析AUV的水下受力状况和碰撞参数的基础上,在动力学分析软件ADAMS中建立... 为了保证水下自主航行器(AUV)接驳过程的顺利进行,对一种新型喇叭状开口型接驳系统的接驳碰撞过程进行分析,从而为接驳系统的结构设计和参数选择提供依据.在详细分析AUV的水下受力状况和碰撞参数的基础上,在动力学分析软件ADAMS中建立仿真模型,并探讨喇叭口的形状、喇叭口和AUV导流罩的材质、AUV的推进力以及AUV的初始位置对接驳过程的影响.以顺利进入喇叭口、碰撞过程的最大碰撞力和从碰撞开始到接驳完成所用时间为衡量标准,进行多次仿真,发现:较小的喇叭口开口角度刚度小、阻尼系数较大、表面光滑的材质以及较小的偏距均有利于接驳过程的顺利进行,而推进力的变化对接驳过程的影响较小.通过比较AUV在碰撞开始前的不同初始位置和偏角下碰撞过程初始姿态下的试验结果和仿真结果,验证仿真模型的有效性. 展开更多

关键词 水下自主航行器(auv) 水下碰撞 接驳系统 ADAMS

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基于MPC导引律的AUV路径跟踪和避障控制 被引量：4

12

作者 姚绪梁 王晓伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1053-1062,共10页

针对欠驱动自主水下航行器(AUV)的三维直线路径跟踪和避障控制,基于级联控制策略设计了运动学和动力学控制器。首先,在设计运动学控制器时考虑了纵倾和艏摇角速度存在的约束,应用模型预测控制(MPC)设计了最优导引律。然后,考虑了推进器... 针对欠驱动自主水下航行器(AUV)的三维直线路径跟踪和避障控制,基于级联控制策略设计了运动学和动力学控制器。首先,在设计运动学控制器时考虑了纵倾和艏摇角速度存在的约束,应用模型预测控制(MPC)设计了最优导引律。然后,考虑了推进器转速和舵角的饱和,应用滑模控制(SMC)技术设计了动力学控制器,从而保证了系统的鲁棒性。最后,通过仿真实验与基于视线法(LOS)导引律的传统控制方法进行了对比。仿真结果表明:所提方法不仅可以改善欠驱动AUV对三维直线路径的跟踪效果,而且可以有效减少舵角的饱和现象。 展开更多

关键词 自主水下航行器(auv) 路径跟踪 避障 模型预测控制(MPC) 滑模控制(SMC)

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基于高增益观测器的AUV水平面轨迹跟踪控制 被引量：3

13

作者 杨泽文 贾鹤鸣 +3 位作者 宋文龙 朱传旭 周佳加 李元 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第11期26-30,共5页

通过研究欠驱动自治水下机器人(AUV)在水平面的运动规律,针对欠驱动AUV水平面轨迹跟踪控制中的非完整约束、模型中的耦合性和非线性、海流干扰、跟踪精度问题进行了深入的研究,运用高增益观测器结合反步控制方法对欠驱动AUV轨迹跟踪进... 通过研究欠驱动自治水下机器人(AUV)在水平面的运动规律,针对欠驱动AUV水平面轨迹跟踪控制中的非完整约束、模型中的耦合性和非线性、海流干扰、跟踪精度问题进行了深入的研究,运用高增益观测器结合反步控制方法对欠驱动AUV轨迹跟踪进行有效控制。定义了AUV的地面坐标系和船体坐标系,并完成了地面坐标系向船体坐标系的转换,建立了欠驱动AUV的水平面运动学模型和动力学模型。为欠驱动AUV所提出的高增益观测器结合反步控制方案,在保证跟踪系统稳定性的前提下,可以有效地提高跟踪精度,能够消除外界干扰对控制效果的影响,并使得控制输入满足实际工程的应用约束条件。控制方法的稳定性均采用Lyapunov稳定性理论加以证明,并通过数值仿真验证了所设计控制器的有效性。 展开更多

关键词 欠驱动自主水下航行器(auv) 高增益观测器 反步法 水平面 轨迹跟踪

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一种分布式异构多AUV任务分配鲁棒拍卖算法 被引量：12

14

作者 李鑫滨 郭力争 韩松 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期736-746,共11页

为了解决异构多自主式水下航行器(AUV)的任务分配问题,提出了一种分布式鲁棒拍卖算法。建立了异构多AUV任务分配分布式拍卖模型,包括任务分配系统(拍卖商)的优化模型及AUV的优化模型。针对现有拍卖算法忽略拍卖商的利益,不符合市场规律... 为了解决异构多自主式水下航行器(AUV)的任务分配问题,提出了一种分布式鲁棒拍卖算法。建立了异构多AUV任务分配分布式拍卖模型,包括任务分配系统(拍卖商)的优化模型及AUV的优化模型。针对现有拍卖算法忽略拍卖商的利益,不符合市场规律的问题,引入任务奖励反馈机制,任务分配系统通过多轮试探拍卖市场,自适应地调整任务奖励,达到保证AUV效用的同时,有效降低任务分配系统成本的目的,促进了任务分配系统参与拍卖。针对水下洋流对任务分配模型产生的不确定性因素,提出了一种鲁棒优化算法对抗不确定性因素,提高了多AUV任务分配系统应对复杂水下环境的能力。仿真结果证明了所提算法的鲁棒性和有效性。 展开更多

关键词 异构多自主式水下航行器(auv) 任务分配 分布式 拍卖算法 鲁棒优化

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多AUV协作时钟同步控制算法设计与实现 被引量：3

15

作者 刘明雍 张兵宇 张立川 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期848-852,共5页

鉴于多自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)协同作业中时钟同步技术的重要性,设计了一种基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的精确时钟同步方案。首先分析了时钟同步过程中误差的来源,并提出了线性回... 鉴于多自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)协同作业中时钟同步技术的重要性,设计了一种基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的精确时钟同步方案。首先分析了时钟同步过程中误差的来源,并提出了线性回归和卡尔曼滤波算法,对误差进行了有效补偿,确保AUV时钟与全球定位系统(global positioning system,GPS)时钟精确同步。然后利用DSP、GPS模块以及恒温晶振完成了时钟同步控制的硬件实现,时钟校准实验表明,该控制算法大大提高了时钟同步过程中的授时精度和频率稳定度,满足多AUV协同作业在时钟同步方面的需求。 展开更多

关键词 自主式水下航行器(auv)协同 时钟同步 误差补偿算法 数字信号处理器(DSP) 恒温晶振

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基于Simulink的高空空投AUV全弹道仿真系统研究 被引量：4

16

作者 潘常军 郭迎清 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第8期222-226,235,共6页

高空空投AUV(Autonomous Underwater Vehicle,自主水下航行器)是一种基于"高空反潜武器概念"而设计的基高空滑翔与水下自主航行于一体的新型水下航行器,对其全弹道的仿真是其概念设计阶段的重要内容和理论基础。根据高空空投... 高空空投AUV(Autonomous Underwater Vehicle,自主水下航行器)是一种基于"高空反潜武器概念"而设计的基高空滑翔与水下自主航行于一体的新型水下航行器,对其全弹道的仿真是其概念设计阶段的重要内容和理论基础。根据高空空投AUV弹道各稳态阶段的运动与环境特点,分别搭建了滑翔、减速与水下阶段六/九自由度仿真模型。仿真了空投AUV在翼面组件升力作用下的自由滑翔弹道和在圆形降落组件作用下的减速弹道。设计了AUV水下偏航与深度控制器,并进行了水下闭环控制仿真,验证了AUV深度与偏航控制下沿指定轨迹航行。仿真结果表明,仿真系统能准确快速地仿真出AUV各运动阶段的弹道、位姿、速度与加速度信息,适用于全弹道组件设计、特性分析与控制器设计与验证。 展开更多

关键词 仿真 自主水下航行器(auv) 空投 SIMULINK 高空反潜武器概念

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基于K-Means的水下传感器网络AUV数据收集方法 被引量：1

17

作者 伊君 夏娜 +1 位作者 欧元肖 檀华丽 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第7期908-914,共7页

水下传感器网络(underwater sensor networks,UWSNs)具有节点稀疏布置的特点,目前主要采用自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)收集网络中的数据,其中AUV如何移动从而高效地完成数据收集任务是一个关键问题。文章提出... 水下传感器网络(underwater sensor networks,UWSNs)具有节点稀疏布置的特点,目前主要采用自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)收集网络中的数据,其中AUV如何移动从而高效地完成数据收集任务是一个关键问题。文章提出了一种基于K-Means的水下传感器网络AUV数据收集方法,首先利用K-Means聚类理论对水下传感器网络进行划分,并以节点通信范围为约束条件得到网络划分结果,即多个网络子集,又称"子团";然后针对网络的变化,节点自主调整子团的结构并确定数据收集点;最后依据多个数据收集点形成AUV的最优移动路径。大量的实验结果表明该方法可以有效地规划出AUV的移动路径,不仅可以完成全网数据收集任务,而且具有耗时短、能耗效率高的优点。 展开更多

关键词 水下传感器网络(UWSNs) 自主式水下航行器(auv) 数据收集 K-MEANS算法 网络子集

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AUV路径规划算法研究现状与展望 被引量：28

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作者 郭银景 孟庆良 +1 位作者 孔芳 吕文红 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2020年第12期1981-1994,共14页

路径规划算法是自主水下航行器(AUV)完成水下自主巡航的核心算法之一。分别综述了基于环境建模和路径搜索两类AUV路径规划算法。阐述了栅格法、可视图法和维诺图法等环境建模方法的国内外研究现状,并指出了它们的优缺点。对前人在人工... 路径规划算法是自主水下航行器(AUV)完成水下自主巡航的核心算法之一。分别综述了基于环境建模和路径搜索两类AUV路径规划算法。阐述了栅格法、可视图法和维诺图法等环境建模方法的国内外研究现状,并指出了它们的优缺点。对前人在人工势场法、快速步进法和A*算法等传统路径搜索算法方面的研究成果进行分析,并与近期粒子群优化算法、蚁群算法、遗传算法和人工神经网络算法等智能仿生学路径搜索算法进行比较。分析发现,面对复杂水下环境因素的影响,提高算法在海流、复杂障碍物等三维海洋环境中的实用性,从而实现AUV的高效避障和节约能耗是路径规划算法研究的重点。最后对AUV路径规划算法在智能化发展、融合、多AUV协作以及向广域探测的AUV远程化方向发展等方面的研究趋势进行展望。 展开更多

关键词 自主水下航行器(auv) 环境建模方法 路径搜索算法

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AUV海洋微结构湍流观测减振方法及实验研究

19

作者 乜云利 栾新 +2 位作者 宋大雷 高奇 杨华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第22期82-88,共7页

自主水下航行器(AUV)作为移动式自主海洋观测平台,具有长航时、大范围、不受海况影响等优点,与湍流观测仪集成可实现湍流混合在空间与时间上的四维观测,为揭示湍流混合在多尺度动力过程演化与变异中的作用提供新手段。针对AUV海洋微结... 自主水下航行器(AUV)作为移动式自主海洋观测平台,具有长航时、大范围、不受海况影响等优点,与湍流观测仪集成可实现湍流混合在空间与时间上的四维观测,为揭示湍流混合在多尺度动力过程演化与变异中的作用提供新手段。针对AUV海洋微结构湍流观测时的振动噪声问题,从AUV海洋微结构湍流观测的原理出发,分析了振动噪声对湍流观测的影响以及AUV振动噪声的来源及特性。为了减小AUV的振动噪声,提高湍流测量精度,提出了一种基于拉伸弹簧的柔性连接减振方法,并开展了振动实验研究。通过对比分析减振前后加速度的时频域特性,结果表明振动在经过柔性连接减振装置后的加速度有效值及能量明显减小,尤其在54 Hz以上频段有效值减少率在64%以上,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 自主水下航行器(auv) 海洋微结构湍流 测量精度 柔性连接减振 振动实验

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深海ARV在海洋资源调查中的应用及展望 被引量：4

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作者 周吉祥 刘慧敏 +2 位作者 陆凯 单瑞 杨源 《海洋地质前沿》 CSCD 北大核心 2024年第2期93-102,共10页

深海自主/遥控式水下机器人(ARV)作为新兴的复合型水下机器人,融合了自主式水下机器人的灵活性和遥控式水下机器人的人机交互性等优势,开启了自主与遥控混合作业的新模式。深海ARV可切换为AUV自主航行模式,独立采集周边区域近海底地形... 深海自主/遥控式水下机器人(ARV)作为新兴的复合型水下机器人,融合了自主式水下机器人的灵活性和遥控式水下机器人的人机交互性等优势,开启了自主与遥控混合作业的新模式。深海ARV可切换为AUV自主航行模式,独立采集周边区域近海底地形地貌、地质结构以及环境参数等数据,也能下潜至目标区域后切换为ROV遥控模式进行局部观察和采样操作,其探测作业一体化技术代表了具备复杂使命执行力的第三代深海水下机器人的发展方向。通过分析国内外深海混合型水下机器人的发展现状,结合ARV在中国深海矿产资源调查中的主要应用案例和取得的成果,以6 000米级“问海一号”ARV系统的研发为例,给出其关键技术集成以及面对的技术挑战,并对未来深海ARV的应用场景、功能集成和发展方向提出了一些设想和建议。 展开更多

关键词 自主/遥控式水下机器人(ARV) auv自主航行 ROV遥控 深海矿产资源调查 “问海一号”ARV系统

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