仿胸鳍推进系统的水动力实验研究

为了研究仿生力学在非定常流动中的应用,针对刚性胸鳍建立了二自由度运动模型,设计了实现二自由度运动模式的仿胸鳍操纵系统的实验装置.胸鳍推进系统主体由两个伺服电机控制系统组成,能够产生限定范围内的各种预定的摇翼运动和前后拍翼运动的组合.研究耦合运动的相位差、摆动频率、滚转幅值、拍动幅值、滚转偏角、拍翼偏角等参数对胸鳍水动力性能的影响,得到各水动力系数在一个周期内随时间的变化趋势.实验结果为研发高机动仿生水下机器人奠定了技术基础.     

基于离散分数布朗随机场的水下图像目标检测

采用传统图像检测方法存在目标区域定位不准确、目标细节信息丢、目标形状变形等问题,本文提出一种基于离散分数布朗随机场模型的水下图像目标检测方法.该方法根据分形理论和水下图像的特点,以图像中每个像素点为中心取窗口,计算在该窗口内的分形维数均值,将该均值作为中心像素的分形特征,然后根据分形维数分布图确定分割阈值,从而实现对水下图像分割,并且通过将目标表面不同尺度下的灰度差分平均值进行归一化处理,减少了用于表示不同尺度下的平均绝对值灰度差分的数据,从而提高算法检测效率.实验结果表明,该方法对水下成像条件具有一定鲁棒性,是一种有效的水下图像目标检测方法.     

舵桨联合操纵微小型水下机器人的开发

介绍了一种舵桨联合操纵的微小型水下机器人．该机器人装有左右布置的两个主推进器、可调攻角水平舵和垂直稳定翼．配合所搭载的深度计、磁罗经等传感器和控制计算机，可实现水下定深定向航行，并可由TV和声纳探测水下目标．其航行与探测能力得到了试验验证．     

一种新的基于二维Tsallis熵的阈值方法

Tsallis熵首先出现在统计力学中。对于呈现远距离交互,长时间记忆以及具有不规则结构的物理系统来说,它的表达式中引入了一个实数q作为参数。在利用图像像素的灰度值和像素的邻域平均灰度值建立的二维直方图的基础上,提出了基于二维Tsallis熵的阈值方法;同时为解决计算复杂度高、运算时间长这一缺点,利用群体智能中的粒子群优化（PSO）算法来优化搜索分割阈值（t,s）的过程,其中t和s分别是图像的像素灰度阈值以及邻域平均灰度阈值。通过对真实图像的处理实验证明,该方法不仅能够对目标图像进行准确的分割,而且大大减少了运算时间。     

基于梯度信息融合的海面红外目标实时检测

针对海面红外序列图像的特点,提出一种适用于海天背景和海岸背景的目标检测方法。该方法不需要进行特殊的预处理来滤除图像噪声,首先量化子图像的区域复杂度以及单元区域上下邻域的灰度差异,从而预测出海界限区域的位置;然后利用改进Canny算子提取轮廓边缘,突出海界线特征,降低其他纹理的干扰,再进行Hough变换,提取出海界线;最后提出泛化梯度概念,通过融合的梯度信息,联合海界线的位置,进行海面目标标记。实验表明,所提方法能准确地定位海界限区域以及水平或倾斜的海界线,并快速精确地提取红外海面目标。整个过程的平均花费时间约为60 ms,具备很好的鲁棒性和实时性。     

一种水下机器人集成仿真系统的设计

在水下机器人的设计和开发过程中有一个严重的限制问题,就是由于水下机器人工作在较深的水中,因此很难观察到水下机器人的工作情况.针对实验室开发的新型水下机器人,该文的集成仿真系统提供了一个虚拟的海洋环境,和一些传感器的仿真,能够较为真实地模拟水下机器人的工作过程.它允许研究人员在实验室里方便地进行测试,并通过三维实时的图形场景对机器人的工作过程进行监控.最终通过仿真试验,完善了机器人控制系统的设计.     

非定常拍动翼的水动力性能研究

拍动翼推进方式为水下机器人推进提供了更有效地选择,为了探究拍动翼的水动力性能,采用基于速度势的面元法对非定常拍动翼在特定运动规律下产生的水动力进行了计算,通过与相关实验数据的对比,同时采用计算流体力学FLUENT软件进行了计算并且将结果进行比较,结果的变化趋势一致,最小误差只有11%,充分验证了面元法计算的可靠有效性.通过对拍动翼水动力计算结果的研究,分析了各个运动参数包括来流速度、运动幅值、相位差和运动频率对拍动翼水动力性能的影响.     

一种基于图像声纳的AUV局部路径规划方法

以前视图像声纳作为环境感知系统 ,进行了智能水下机器人的局部路径规划 .以串口接收图像声纳探测数据 ,建立环境数学模型 .以数学形态学的方法去除环境数据噪声 ,以dt值传递法搜索最佳路径 .海试实验验证了算法的可靠性 .