给大家分享5篇关于水下机器人的计算机专业论文

今天分享的是关于水下机器人的5篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到水下机器人等主题,本文能够帮助到你

水下机器人结构设计及参数优化

这是一篇关于水下机器人,结构设计,有限元分析,近似模型,参数优化的论文, 主要内容为随着陆地资源的日益枯竭,人们对海洋开发力度逐渐加大。水下机器人作为一种可代替人类对海洋进行开发与探索的工具,具有作业能力强、航行距离远等优点。针对传统设计中设计出来的水下机器人阻力、重量大以及设计效率低等问题,本文设计了一款水下机器人,并通过有限元分析、参数化以及近似模型相结合的方式进行优化。具体工作内容如下:根据水下机器人的设计要求,对其进行了总体设计。为降低水下机器人航行阻力,确定了Myring线型的外形;通过分析确定了耐压壳结构形式及材料属性,并按照潜器设计规范确定了耐压壳尺寸参数;考虑水下机器人稳定性和推进性能,分别设计了X型布置的尾舵和导管螺旋桨推进器。通过Fluent对水下机器人的阻力变化以及表面压力情况进行分析,得到了阻力与速度、阻力与攻角的变化关系以及表面压力分布状况。仿真结果表明,水下机器人的阻力与速度呈现二次函数关系,阻力随攻角的增大而增大;当速度一定时,水下机器人阻力随攻角增大,会降低水下机器人续航;此外水下机器人艏艉存在较大压力差。采用Abaqus对水下机器人耐压壳进行静力学分析及非线性屈曲分析,静力学分析结果表明最大应力在材料的许用应力范围内,满足强度要求;非线性屈曲分析结果表明耐压壳的极限载荷大于工作载荷,稳定性满足要求。通过最优拉丁超立方试验设计对水下机器人外形及耐压壳进行采样以确定样本点,根据所得样本点进行拟合,并选择二阶响应面构建近似模型。建立了以阻力最小,包络体积最大为目标的外形多目标函数以及以质量最小,极限载荷最大为目标的耐压壳多目标函数,并通过NSGA-II算法进行优化。优化结果表明,优化后的水下机器人阻力减小了6.17%,包络体积增大了7.56%,表面压力有所改善;优化后的耐压舱质量降低了14.73%,极限载荷提高了34.36%,有效地降低了水下机器人的阻力,减小了耐压壳质量,提高了承载能力,优化效果明显。为测试优化后水下机器人阻力性能,对优化后的水下机器人实验样机进行加工,搭建了水下机器人阻力测试平台,对不同速度下的直航阻力进行了测试,获得了相应的阻力值,通过换算得到优化后的阻力系数,并与仿真结果进行对比。结果表明,实验与仿真结果的最大误差为5.9%,证明了NSGA-II算法的有效性及仿真结果的可靠性。

ROV海缆探测跟踪控制平台的研究与设计

这是一篇关于海缆埋设,水下机器人,海缆探测器,自抗扰控制器的论文, 主要内容为随着全球化的发展,信息交流日益密切。海底光缆在全球范围内大量使用,承载了大量的国际间信息传输,成为国际互联网的重要组成部分。当前海缆数量日益增加,在海缆施工和维护过程中海缆探测定位技术成为海缆施工作业的关键技术。本文主要对海缆探测技术和自抗扰控制技术进行研究,设计一种应用于ROV设备的海缆探测跟踪控制平台,引导ROV进行海缆埋设作业。首先,根据海底光缆铺设作业的需求,调研国内外的海缆探测技术和ROV控制技术研究现状,结合本文任务需求,设计海缆探测跟踪控制平台的总体方案。通过对比分析选用有源探测法进行海缆探测,并设计相应的探测器配置方案,以实现海缆位置的精准定位。通过自抗扰控制技术控制ROV设备,实现海缆的实时跟踪。其次,提出海缆探测器硬件电路的设计方案,搭建嵌入式硬件平台,对核心控制电路、探测器信号处理电路、数据传输电路和磁感应探测器进行设计,并完成PCB板的设计。同时,提出探测器软件设计方案,选用RT＿Thread嵌入式实时操作系统进行软件程序的撰写,实现海缆信息的数据采集、数据滤波、自抗扰控制和数据传输等功能。在Visual Studio2017开发环境下完成ROV终端界面的开发,实现数据的可视化管理。最后,根据海底光缆施工需求规划ROV作业流程,研究ROV海缆定位跟踪埋设作业的流程。设计了基于麻雀搜索优化算法的自抗扰控制器,实现ROV海缆跟踪控制。通过仿真实验,验证了ROV控制器的跟踪能力。搭建海缆探测器测试平台进行探测器设备测试,测试结果表明探测器探测范围可以满足海缆探测需要。本文研究的ROV海缆探测跟踪控制平台可以精准定位和跟踪埋设海缆,提高了海缆铺设作业效率,因此本课题具有重要的研究意义和应用价值。

基于视觉引导的水下液压机械臂智能控制研究

这是一篇关于水下机器人,双目视觉,机械臂,视差估计的论文, 主要内容为随着现代科技的不断进步,水下机器人广泛应用于生产领域。计算机图像处理技术与之结合,是提升其智能水平的重要途径。随着对海洋探索的不断深入,经常需要水下作业。但是由于水下光线暗淡、水体浑浊、洋流湍急等因素,难以实现快速准确地抓取水下目标,导致水下作业效率低下。本文介绍了一种基于视觉引导的水下液压机械臂,通过视觉识别方式实现测距并获取目标物外部轮廓,能够完成对目标物的精准高效抓取。完成了机械臂的结构设计,选择合适的摄像头和视觉系统,利用改进的图像复原算法还原图片,基于处理后的图片并利用双目测距,实现了测距的精准化,利用贪婪三角化算法对目标物进行3D的平滑构建,根据目标物轮廓选择合适位置进行抓取,有效提高了抓取成功率。本论文旨在将陆上双目立体视觉研究延拓到水下,开发水下场景图像测距与三维重建算法,为水下液压臂的精准识别抓取提供了视觉指导。主要内容如下:(1)完成了主从式液压机械臂交互控制系统的总体方案。进行了机械臂的结构设计,对其液压系统进行了设计分析。完成了主从式液压机械臂人机交互系统的设计,实现了机械臂工作过程的可视化仿真。(2)研究了ROV双目视觉机械臂定位系统的坐标系变换方法。通过张正友标定法确定相机内外参,实现了世界坐标系到相机坐标系的变换;通过手眼标定确定相机与末端执行器之间的位置关系,实现了相机坐标系到末端执行器坐标系的变换。(3)根据暗通道优先原则,采用了一种对雾化图像进行快速去雾的算法。该算法针对HE算法用大量的时间优化透射图t这一缺点,采用一种自适应中值滤波与双边滤波相结合的方法来计算暗通道,克服了HE算法速度慢的问题。在基本不影响去雾效果的前提下,实现了对水下浑浊图像的快速高质量去雾。在去雾图片的基础上用SAD匹配方法获得了视差图,并根据视差估计结果对场景进行了三维重建,进而达到精准测距的目的。接着提出了一种改进的贪婪投影三角网重建算法,通过MLS算法的法向量估计对点云进行贪婪投影三角重建,重建得到了更平滑完整的物体表面后,选择合适区域进行抓取,实现了抓取成功率的提高。(4)机器人模型导入MATLAB/Simscape作为被控对象,进行了两种控制器的设计。运用模糊PID算法对期望轨迹的跟踪控制,通过Simscape可视化窗口清楚地看到机器人的运行过程。从仿真结果可知,模糊PID控制算法下的轨迹跟踪性能良好,各关节的轨迹跟踪误差均保持在1%以内。对目标物不同区域进行抓取,通过多次抓取实验,对抓取的成功率进行了统计,结果验证了构思的可行性。