潜水器的发展趋势

1.潜水器发展简况及存在问题近十年来,美国、法国、加拿大、日本等国为适应海洋开发,研制了各种型式和用途的海洋开发机器。如用于海洋资源调查、海底井架及管道维修管理,海底电缆舖设等载人,无人潜水器等。载人潜水器的特点是,操作者可直接观测和操作,比无人潜水器灵活。1960年,美国载人     

深海小型爬行机器人研究现状

通过充分的文献调研和总结,根据海上作业形式对典型的深海小型爬行机器人分成3类进行了综述.对影响深海小型爬行机器人发展的海底运动适应性、导航定位、能源供给以及轻量级机械手4项关键技术进行了总结和分析,并对其未来的发展趋势进行了展望.     

微小型四旋翼无人机实时嵌入式控制系统设计与实现

在四旋翼无人机飞行模式分析基础上,提出了一种四旋翼无人机的稳定姿态导航控制系统,改进了无刷电机控制驱动器,并应用多任务编程方案实现软件设计。实验表明,该机载嵌入式系统具有可靠性高、功耗低、重量轻、成本低等优点。     

深海采矿机器人控制体系结构研究

针对深海采矿机器人控制这一难题,提出了基于嵌入式ARM控制器的硬件设计方法和基于多任务调用的集成体系结构软件设计思路：从硬件和软件两方面进行了讨论,硬件包括海上监控系统与海底信息采集／作业系统,引入了ARM等嵌入式控制器及CAN总线结构,海底采用声纳、视觉图像及各类定位传感器协同工作,采集海底作业信息,通过6000m光缆进行海底与海上通讯;软件则在采矿机器人任务合理分配的基础上,将控制系统软件结构设计分为执行层、控制层和规划层。该方法能使整个系统成为一个有机整体,有效地完成对采矿机器人的实时控制,     

深海采矿机器人控制体系结构研究

针对深海采矿机器人控制这一难题,提出了基于嵌入式ARM控制器的硬件设计方法和基于多任务调用的集成体系结构软件设计思路.从硬件和软件两方面进行了讨论,硬件包括海上监控系统与海底信息采集/作业系统,引入了ARM等嵌入式控制器及CAN总线结构,海底采用声纳、视觉图像及各类定位传感器协同工作,采集海底作业信息,通过6 000 m光缆进行海底与海上通讯;软件则在采矿机器人任务合理分配的基础上,将控制系统软件结构设计分为执行层、控制层和规划层.该方法能使整个系统成为一个有机整体,有效地完成对采矿机器人的实时控制.     

基于北斗导航通信技术的无人艇运动导航控制系统设计

为实现对无人艇行进器的运动控制,建立更加完善的导航应用策略,设计基于北斗导航通信技术的无人艇运动导航控制系统。以无人艇运动姿态研究作为切入点,在电机驱动器、电机测速模块的支持下,连接中央处理单元、电源模块、方位监测模块等硬件设备结构体,完成导航控制系统的硬件电路设计。在此基础上,确定与导航信息相关的短报文传输特征,通过协调接口数据传输协议应用格式的方法,定义通信协议加密对象的所属连接形式,完成对报文加密密钥参数的初步配置,实现基于北斗导航通信技术的无人艇运动导航控制系统的短报文加密处理。与基于惯性测量技术的导航控制系统相比,基于北斗导航通信技术控制系统的实际应用续航时间更长,在行进过程中始终能对无人艇运动方向进行精准化控制,可在完善行进器导航应用策略方面起到较强促进作用。     

无人直升机实时机载和地面站软件架构设计

研究了无人直升机飞行控制系统实时软件系统设计架构,针对机载嵌入式飞控计算机系统和地面站计算机系统,提出了基于VxWorks实时操作系统的多线程任务机载软件设计方案和基于WindowsXP操作系统的地面站软件设计方案,有助于加快完成无人直升机飞行控制系统的设计和验证。机载系统软件设计为数据采集和测量、伺服舵机驱动、飞行控制与发动机控制实现、通信和数据请求存储等功能。地面站系统软件设计为与机载系统的数据通信、终端用户操控,以及实时飞行状态监视等功能。利用组件对象模型设计技术实现了系统软件设计的模块化、软件结构分层组件化,方便了软件系统的集成与扩展。采用多任务线程机制,有效地满足了飞行控制系统实时性要求。利用实时操作系统的定时器任务机制,确保飞行模式的任务管理和调度。依据所提出的软件设计架构完成了实时机载软件和地面站软件组件模块的设计与开发,而且软件集成快捷方便。研究成果已成功应用于某型无人直升机飞行控制系统。     

基于STM32嵌入式系统的无人物流车运输控制系统设计

摘要：传统的运输控制系统在控制无人物流车时,控制精度较大。为解决上述问题,利用STM32嵌入式系统设计了一种新的无人物流车运输控制系统,使用STM32F103VE作为核心处理器,在传感器模块中同时加入了多个传感器,并使用了MM440变频器负责变频操作,同时设计了电阻反馈模块电路、驱动模块电路、以太网通信模块电路,利用Visual C++软件实现无人物流车位置控制功能、无人物流车行驶方向保持程序、无人物流车跟踪功能。与传统控制系统进行实验对比,结果表明,基于STM32嵌入式系统的无人物流车运输控制系统控制精度明显高于传统系统。     

基于STM32全海深ARV监控系统设计

针对全海深无人潜水器海洋参数监测的任务需求,结合“彩虹鱼”号全海深无人潜水器监控系统研制的实践经验,对全海深无人潜水器监控系统进行了相关研究,创新性地提出了一种以STM32为核心的全海深ARV监控系统的设计方案.基于模块化的设计思路实现了对ARV电源系统、运动控制系统和作业观导装置的有效控制,联合所研制的上位机可以对ARV水下作业状态及各传感器的数据进行实时控制与采集.大量单项试验、系统联调、水池试验及海试实验结果表明,监控系统方案设计合理、稳定可靠,且取得了满意的海试结果.     

基于水下六足机器人腿部运动控制问题研究

水下爬游六足机器人相比于传统的水下控制器ROV(Remote Operated Vehicle),AUV(Autonomous Underwater Vehicle)具有造价低,运行和维护成本相对较低的特点,以及最主要的可以实现定点作业的问题,设计了能够在海底爬行的水下六足机器人。基于以往的多足机器人腿部控制方法使得机器人在运动时存在严重的互斥力问题,尤其当机器人自身重量大时,对关节损伤严重,对如何解决分布于机体两侧各腿处于支撑态行走一步的过程中产生的互斥力问题进行了深入研究,并对控制算法进行改进,使得机器人的两侧腿处于支撑态时走出的轨迹为两条平行线。给出了机器人在不同爬行状态下正逆运动学解,并进行了Simulink仿真验证。此外,对机器人如何爬行,即控制策略进行了描述。     

基于MEMS器件的姿态航向参考系统设计及应用

在小型无人直升机的控制中,需要有高精度的运动测量信息作为导航状态输入,通常这些小型直升机因需要在特定的情况下工作而往往体积较小,因而也对导航设备提出了高精度、低功耗、微型化、低成本等多方面的苛刻要求.介绍一种基于MEMS器件的小型姿态航向参考系统的设计及实现,该系统已应用于小型无人直升机的导航控制中.     

综合导航信息模拟系统的设计与实现

针对综合导航显控台的维修检测时的信息模拟需求,介绍了一种基于PC/104的综合导航信息模拟系统的设计;该系统基于模块化设计思想,提供4路RS422串行通信接口(19200bps)、2路CAN总线通信接口(500kbps)和IP组播网络接口,采用事件驱动和多线程编程技术,提供三种通信方式数据流传输实现综导显控台外围环境模拟;该系统可以模拟GPS、罗兰C、平台罗经等十四种设备信息模拟,并实现数据记录、参数存储和故障模拟等功能;最终将信息模拟系统与某型显控台联调,系统运行良好,通信实时性很高,实现各部分功能,并具有很好的扩展性。     

基于多数据源的论文数据爬虫技术的实现及应用

在使用单个数据源进行论文数据采集的过程中,存在着数据全面性不足、数据采集速度因网站访问频率限制而受限等问题。针对这些问题,提出了一个基于多数据源的论文数据爬虫技术。首先,以知网、万方数据、维普网、超星期刊四大中文文献服务网站为数据源,针对检索关键词完成列表页数据的爬取与解析;然后通过任务调度策略,去除各数据源之间重复的数据,同时进行任务的均衡;最后采用多线程对各数据源进行论文详情信息的抓取、解析与入库,并构建网页进行检索与展示。实验表明,在单个网页爬取与解析速度相同的情况下,该技术能够更加全面、高效地完成论文信息采集任务,证实了该技术的有效性。     

电力巡检吊舱大容量存储系统的设计与实现

随着电力巡检技术的发展,无人机挂载光电巡检吊舱进行自动巡检任务成为电力巡检作业的一个重要模式。大量巡检数据的存储是光电巡检吊舱巡检任务的重要组成部分。为解决电力巡检吊舱大量巡检数据的存储问题,针对电力巡检吊舱存储系统的特点进行了分析,对存储系统的接口进行了详细的研究,提出以低功耗处理器为硬件核心,WinXPE嵌入式操作系统为系统软件平台的存储系统。该存储系统使用通用计算机硬件平台和操作系统,解决易用性问题,同时具有其嵌入式系统的特点。实现了电力巡检吊舱的红外热像仪热图数据、可见光摄像机视频、照片、定位定姿数据、控制数据等多类型、大容量的数据存储。并经过实践验证,满足电力巡检吊舱系统对功耗、体积、功能、性能等方面的要求,运行稳定、可靠。     

基于卫星通信和无人船的海洋监测技术研究

海洋监测技术已列为我国中长期科技发展纲要中优先发展的前沿技术。随着定位、导航、控制等相关技术的快速发展,搭载多种传感器的无人船,可在近、中、远等不同海域长时间自主工作,连续进行数据采集。随着卫星通信技术的发展,长期困扰海洋监测设备的通信问题,出现了越来越多的解决方案。结合智能控制的无人船传感器平台,基于新一代卫星通信技术构建全球测控网络,基于大数据技术实现海洋监测数据存储、处理、分析等工作的自动化,基于互联网技术的最新成果,建立海洋监测数据的服务框架,提出了一套全新的海洋监测及数据应用的解决方案。     

无人飞行器的北斗卫星组合导航算法研究

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统,为促进北斗卫星系统在导航方面的运用,降低我国导航方面对GPS的依靠,从而进一步降低成本,提高无人飞行器的导航精度,本文对捷联式惯性导航系统（INS）和北斗定位导航系统的组合导航算法进行了研究,通过惯性导航系统的原理和导航解算的过程,选择惯导系统和北斗系统的速度、位置差值作为观测量,建立组合导航系统的状态方程和观测方程,利用无迹卡尔曼滤波得到惯导系统状态量和惯性敏感器的误差,对惯导系统进行误差补偿,从而实现无人飞行器的高精度导航控制.并使用Matlab进行仿真,得出高精度的模拟输出轨迹.     

基于VxWorks的一种机载SAR中央控制软件设计

组建了一种基于嵌入式实时操作系统VxWorks平台机载SAR中央控制软件,实现电源管理,接收机运行,波束调度控制,完成雷达全机及配套设备的控制和检测功能,并实现全机时序控制.雷达中央控制软件驻留在中央处理计算机上,实现与载机任务控制系统的通讯,实现雷达的遥控/程控开关机,实现雷达内外的任务调度,产生全机的时序信号,导航和工作参数的打包,实现全机工作状态的检测,并形成故障维护清单.