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基于改进速度障碍法的水下机器人动态避障 被引量:14
1
作者 许文瑶 贺继林 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第12期86-90,共5页
针对水下机器人(ROV)避碰机动障碍物的问题,提出了一种改进的速度障碍法,以提高复杂环境中水下机器人的自主避障能力。将动态障碍物在速度空间中的运动不确定性转化为位置的不确定性;通过分析动态障碍物的碰撞风险和最大膨胀圆的速度障... 针对水下机器人(ROV)避碰机动障碍物的问题,提出了一种改进的速度障碍法,以提高复杂环境中水下机器人的自主避障能力。将动态障碍物在速度空间中的运动不确定性转化为位置的不确定性;通过分析动态障碍物的碰撞风险和最大膨胀圆的速度障碍来明确开始和结束避障的时间;设计了考虑安全性、目标趋向性和速度改变量3个因素的目标函数,以实现最优避障速度的选取。最后,通过仿真实验验证了该避障方法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 水下机器人 动态避障 机动障碍物 速度障碍 目标函数
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ROV在我国海洋区域地质调查中的应用 被引量:10
2
作者 盛堰 谭鹰 +2 位作者 陈宗恒 胡波 田烈余 《海洋地质前沿》 2013年第11期67-71,共5页
远程遥控水下机器人系统是一种先进的海洋综合调查设备,能够实现海底长时间、高精度的定点取样作业及其他精细调查,在海洋区域地质调查中利用ROV开展高精度海底取样及其环境调查方面具有其他调查设备无法比拟的优越性。ROV具有功能多、... 远程遥控水下机器人系统是一种先进的海洋综合调查设备,能够实现海底长时间、高精度的定点取样作业及其他精细调查,在海洋区域地质调查中利用ROV开展高精度海底取样及其环境调查方面具有其他调查设备无法比拟的优越性。ROV具有功能多、综合作业能力强、安全可靠和实时遥控等优点。目前国内利用ROV进行海洋区域地质调查还处于起步阶段,随着ROV在海洋调查中的应用技术不断成熟和完善,利用ROV进行海洋区域地质调查将大大提高海洋区域地质调查的装备水平和调查精度,具有广阔的应用前景。以"海狮号"ROV系统为例,介绍其在我国海洋区域地质调查中的典型应用。 展开更多
关键词 rov 海洋区域地质调查 定点取样
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基于Simulink的水下无人机器人建模与仿真 被引量:8
3
作者 邢瑞毅 马世伟 钟建鹏 《系统仿真技术》 2018年第2期109-112,135,共5页
建立了Simulink环境下水下无人机器人(ROV)仿真模型,通过系统识别,得到该仿真模型的系统参数。分别在Simulink环境和实际系统中设计滑模控制器以实现俯仰角控制,并分析了2种情况下最优控制参数。结果表明:该仿真模型对实际系统中控制参... 建立了Simulink环境下水下无人机器人(ROV)仿真模型,通过系统识别,得到该仿真模型的系统参数。分别在Simulink环境和实际系统中设计滑模控制器以实现俯仰角控制,并分析了2种情况下最优控制参数。结果表明:该仿真模型对实际系统中控制参数的调节具有参考价值。 展开更多
关键词 水下无人机器人(rov) SIMULINK环境 滑模控制器
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基于自适应S面算法的小型ROV艏向和深度运动控制研究
4
作者 李国虎 周焕银 《机床与液压》 北大核心 2024年第8期34-38,共5页
带缆遥控水下机器人(ROV)系统艏向与深度运动具有强非线性和运行环境不确定性等特点。针对ROV的运动特点,构建运动控制模型并进行化简,通过构建自适应S面控制法对艏向与深度进行控制,并利用Lyapunov的稳定性判据证明该控制法的稳定性,... 带缆遥控水下机器人(ROV)系统艏向与深度运动具有强非线性和运行环境不确定性等特点。针对ROV的运动特点,构建运动控制模型并进行化简,通过构建自适应S面控制法对艏向与深度进行控制,并利用Lyapunov的稳定性判据证明该控制法的稳定性,通过仿真验证了该控制法具有良好的稳定性和控制品质。同时,与S面控制法相比,自适应S面控制具有更好的动态性能与静态性能,调节速度快、稳定性强,能够准确控制ROV运动。 展开更多
关键词 rov 自适应S面控制 艏向控制 深度控制
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一种基于分布式信息融合技术的水下机器人智能感知系统方案 被引量:2
5
作者 汪小龙 葛运建 +1 位作者 张建军 宋光明 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期432-435,共4页
水下机器人的研究和使用对人类开发海洋资源具有重大意义 .随着海洋探测深度的增加 ,自治水下机器人 (AU V)正成为新的研究热点 .为解决 AUV深海域探测所面临的通讯速率低和实时性问题 ,本文提出了“基于分布式信息融合技术的水下机器... 水下机器人的研究和使用对人类开发海洋资源具有重大意义 .随着海洋探测深度的增加 ,自治水下机器人 (AU V)正成为新的研究热点 .为解决 AUV深海域探测所面临的通讯速率低和实时性问题 ,本文提出了“基于分布式信息融合技术的水下机器人智能感知系统”的实施方案 ,并以贝壳抓取过程为实例 ,解释系统解决实际问题的过程 . 展开更多
关键词 分布式信息融合 水下机器人 智能感知系统 遥操作机器人
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六自由度水下机械臂设计与分析 被引量:1
6
作者 赵飞 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第8期1248-1258,共11页
为了解决有缆水下机器人(ROV)上搭载的机械臂作业范围不大、水下作业能力有限的问题,对六自由度(6-DOF)水下机械臂进行了研究,设计了一种带有平动开合功能夹持手爪的六自由度水下机械臂,实现了主手对从手的关节驱动器(液压缸或摆动缸)... 为了解决有缆水下机器人(ROV)上搭载的机械臂作业范围不大、水下作业能力有限的问题,对六自由度(6-DOF)水下机械臂进行了研究,设计了一种带有平动开合功能夹持手爪的六自由度水下机械臂,实现了主手对从手的关节驱动器(液压缸或摆动缸)进行位置控制的目的。首先,基于多目标优化规则对夹持手爪进行了计算,求解出液压缸最短行程在20 mm时即可实现手爪的120 mm平动开合范围目标;然后,建立了六自由度机械臂活动关节的D-H数学模型,对机械臂的正、逆运动学进行了求解;最后,采用Solid works软件对设计的机械臂进行了干涉检查,并利用MATLAB软件仿真分析了6个活动关节的运动轨迹,采用蒙特卡洛法求解了机械臂的工作空间范围,并进行了样机测试和水下实验。研究结果表明:机械臂的仿真模型位姿与三维模型位姿一致,机械臂的6个活动关节速度和加速度曲线都是光滑平顺的、无突变点,不存在超调现象;设计的六自由度水下机械臂夹持手爪可以按照预定指令进行120 mm开合运动,ROV上的从机械臂能够跟随主机械臂运动,加减速性能良好,各关节转角范围满足设计要求,可为下一步机械臂的结构优化奠定基础。 展开更多
关键词 有缆水下机器人 水下机械臂 位置控制 夹持手爪 活动关节 MATLAB仿真
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基于虚拟现实技术的ROV收放操作仿真 被引量:4
7
作者 梁民仓 尹勇 +1 位作者 刘虎 董洪仓 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期49-54,共6页
针对现有ROV(Remote Operated Vehicle)收放操作培训中采用实船培训风险大、成本高、培训周期长,并且缺乏完善的深潜器收放操作培训系统的问题,提出基于反向运动学原理的角色IK控制方法,结合关键帧动画实现虚拟人操作行为的仿真;提出脐... 针对现有ROV(Remote Operated Vehicle)收放操作培训中采用实船培训风险大、成本高、培训周期长,并且缺乏完善的深潜器收放操作培训系统的问题,提出基于反向运动学原理的角色IK控制方法,结合关键帧动画实现虚拟人操作行为的仿真;提出脐带缆机和ROV门吊联动运动数学模型,实现了缆绳伸缩和门吊转动的同步控制;利用视角切换、操作提示和GUI界面等技术,增强了系统交互性.仿真结果验证了模型的有效性,研究成果已应用于载人深潜器收放操作仿真系统中. 展开更多
关键词 遥控无人潜水器(rov) 反向运动学 虚拟现实技术 联动运动数学模型
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宽带组合式水声换能器设计研制及应用 被引量:4
8
作者 张庆国 黄其培 +1 位作者 李兴武 连莉 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第2期223-229,共7页
通用宽带换能器(含低频到高频)一般是将不同类型的换能器进行组合使用,单个换能器独立设计再组合成阵,其综合体积及质量均大,且安装后其性能指标受影响(如换能器开角变小等)。该文在分析当前国内外宽带换能器研究现状基础上,结合小型遥... 通用宽带换能器(含低频到高频)一般是将不同类型的换能器进行组合使用,单个换能器独立设计再组合成阵,其综合体积及质量均大,且安装后其性能指标受影响(如换能器开角变小等)。该文在分析当前国内外宽带换能器研究现状基础上,结合小型遥控无人潜水器(ROV)搭载探测需求,提出具体设计指标要求。将复合棒换能器与数个压电陶瓷圆环进行开放式一体化组合设计,在满足小型ROV安装要求的基础上,实现了发射3~100 kHz、接收1~100 kHz的超宽频带覆盖范围,且开角不小于70°。水池及湖上实航实验结果表明,研制的换能器与仿真设计相符,实航测量结果与国内外相关结论一致性较好,具有广泛的工程实用价值。 展开更多
关键词 宽带 组合式 换能器 水声探测 遥控无人潜水器(rov) 研制与设计
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以太网技术在ROV通信系统中的应用研究 被引量:4
9
作者 綦声波 苏志坤 江文亮 《机电工程》 CAS 北大核心 2018年第5期540-544,共5页
为解决以往水下有缆机器人(ROV)通信系统中视频、数据、控制信号需要分不同线缆传输的问题,将以太网通信技术应用到ROV通信系统中,根据ROV通信系统的功能需求分析,在ROV控制系统中设计了一种星型拓扑结构的通信网络。在硬件方面,视频、... 为解决以往水下有缆机器人(ROV)通信系统中视频、数据、控制信号需要分不同线缆传输的问题,将以太网通信技术应用到ROV通信系统中,根据ROV通信系统的功能需求分析,在ROV控制系统中设计了一种星型拓扑结构的通信网络。在硬件方面,视频、数据、控制信号的传输共用同一信道,简化了通信系统的硬件结构;在软件方面,视频信号采用TCP/IP体系中的一个应用层协议—RTSP进行了传输,数据和控制信号则直接采用TCP/IP进行了传输,实现了3种信号全双工并行传输。研究结果表明:该通信系统能够满足ROV通信的需求;与以往的ROV通信系统相比,该通信系统具有更高的通信速率和稳定性,而且硬件结构简单,能够直接内嵌在ROV控制系统中。 展开更多
关键词 rov 以太网 串口服务器 通信协议
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海上风电项目长距离海缆敷设ROV后冲埋施工探析 被引量:4
10
作者 张冲 《福建建筑》 2021年第9期41-43,共3页
现阶段海上风电项目海缆施工主要采用“边敷边埋”冲埋式埋设犁施工法,这种工法施工限制因素较多且相对不可控,项目建设风险较大。在分析海上风电项目长距离海缆敷设施工主要限制因素的基础上,提出了一种ROV后冲埋敷设施工方法,分析ROV... 现阶段海上风电项目海缆施工主要采用“边敷边埋”冲埋式埋设犁施工法,这种工法施工限制因素较多且相对不可控,项目建设风险较大。在分析海上风电项目长距离海缆敷设施工主要限制因素的基础上,提出了一种ROV后冲埋敷设施工方法,分析ROV在施工过程中的关键施工要点、优势及其存在的风险与控制措施。 展开更多
关键词 海上风电 海缆敷设 遥控无人潜水器(rov) 动力定位(DP)
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辅助水利工程检查的水下机器人系统分析
11
作者 李广志 王建慧 章和盛 《北京水务》 2023年第1期71-75,共5页
随着北京南水北调工程的建成和投入使用,定期开展水下巡视检查对保障工程运行安全日益重要,采用水下机器人(ROV)系统辅助检查是可行的解决措施。结合南水北调工程特点和需求,分析了ROV关键技术和总体设计方案,开展了主舱体、动力系统、... 随着北京南水北调工程的建成和投入使用,定期开展水下巡视检查对保障工程运行安全日益重要,采用水下机器人(ROV)系统辅助检查是可行的解决措施。结合南水北调工程特点和需求,分析了ROV关键技术和总体设计方案,开展了主舱体、动力系统、运动姿态控制、软件控制系统设计,并对研发的ROV进行了测试和试验应用。结果表明,该ROV系统具有较好的水下稳定运动和控制运行能力,达到ROV功能要求,ROV结构、功能和性能满足南水北调等管涵工程水下检查需求,具有实用性和创新性。 展开更多
关键词 水下机器人 南水北调工程 水下检查 分析
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基于改进ROV技术的水工建筑物水下检测应用 被引量:4
12
作者 张震 《自动化与仪表》 2021年第9期40-44,共5页
针对传统水工建筑物水下检测技术效率低、成像分辨率差等问题,该研究通过改进水下机器人(ROV)实现对水工建筑物损坏的高效检测。通过水下机器人集成采样器检测,经过无线传输将测量的参数数值显示在云平台上。采用声纳成像技术改进水下... 针对传统水工建筑物水下检测技术效率低、成像分辨率差等问题,该研究通过改进水下机器人(ROV)实现对水工建筑物损坏的高效检测。通过水下机器人集成采样器检测,经过无线传输将测量的参数数值显示在云平台上。采用声纳成像技术改进水下机器人成像系统,通过声学原理成像以实现在浑浊的水下获得高分辨率的图像效果,将声纳成像与GPS结合使用,以实现水下探测目标图像的定位。经过测试,声纳成像能有效地探测困难空间和难于探索的潜水零件,具有很高的工作效率和较低的检测成本,充分验证了ROV的实用性与可靠性。 展开更多
关键词 水下机器人 水工建筑物 水下检测 采样器 双频识别声呐技术
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悬臂梁支撑法原理及其施工工艺 被引量:3
13
作者 叶海宾 宋春娜 崔宁 《油气储运》 CAS 2014年第1期86-88,共3页
海底管道悬跨是海洋石油管道工程中十分常见且亟需解决的问题。介绍了填充沙袋法、覆盖"仿生水草"法、灌浆法及固定支撑法等传统悬跨处理措施。阐述了悬臂梁支撑法处理管道悬跨的原理及其施工工艺。在海底管道底部安装支撑结... 海底管道悬跨是海洋石油管道工程中十分常见且亟需解决的问题。介绍了填充沙袋法、覆盖"仿生水草"法、灌浆法及固定支撑法等传统悬跨处理措施。阐述了悬臂梁支撑法处理管道悬跨的原理及其施工工艺。在海底管道底部安装支撑结构,并通过吸力桩将支撑结构固定到海底,可以在管道的生命周期内永久性解决管道悬跨问题。将悬臂梁支撑法应用于乐东气田某管道,结果表明:悬臂梁支撑方案施工工艺简单,不影响油田生产,而且可靠性高,在费用和效果上都具有很大的应用优势。该方法可为解决深水海底管道悬跨问题提供借鉴。(图3,参6)。 展开更多
关键词 海底管道 冲刷 悬臂梁 支撑 水下机器人(rov)
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基于多电机协同推进的遥控水下航行器姿态控制研究 被引量:2
14
作者 王阳 曾庆军 +1 位作者 戴晓强 吴伟 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第6期223-235,251,共14页
[目的]为了提高遥控水下航行器(ROV)在复杂水下环境中的姿态控制性能,开展多电机协同推进的ROV姿态控制研究。[方法]首先,针对多电机系统的结构和算法,分别提出一种基于PID速度补偿器的偏差耦合结构和一种新型非奇异终端滑模控制(SMC)算... [目的]为了提高遥控水下航行器(ROV)在复杂水下环境中的姿态控制性能,开展多电机协同推进的ROV姿态控制研究。[方法]首先,针对多电机系统的结构和算法,分别提出一种基于PID速度补偿器的偏差耦合结构和一种新型非奇异终端滑模控制(SMC)算法,并设计一种新颖的基于多电机协同推进的ROV姿态控制方法;然后,建立ROV的运动学和动力学模型,开展推进器组推力建模分析、解耦简化ROV动力学模型研究;最后,设计一种ROV滑模姿态控制器。[结果]仿真结果表明,所提的结构和算法可提高多电机系统的抗干扰性、同步性和快速响应能力,进而提高ROV姿态控制系统的稳定性与鲁棒性。[结论]所提方法可为ROV姿态控制提供一种新的可用方案。 展开更多
关键词 遥控水下航行器 多电机系统 滑模控制 姿态控制系统
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交流场法(ACFM)检测技术在海上石油平台腐蚀缺陷检测中的应用 被引量:2
15
作者 朱俊 张洪星 《科技创新与应用》 2019年第1期38-40,共3页
为了确保海上石油开采的顺利进行、保证作业人员安全和保护环境,在不影响日常作业情况下,使用无人潜水器(ROV)携带交流场法(ACFM)检测设备进行金属构件腐蚀缺陷检测和数据采集,可实现数据实时显示和全年对比,可实现石油平台全生命周期管... 为了确保海上石油开采的顺利进行、保证作业人员安全和保护环境,在不影响日常作业情况下,使用无人潜水器(ROV)携带交流场法(ACFM)检测设备进行金属构件腐蚀缺陷检测和数据采集,可实现数据实时显示和全年对比,可实现石油平台全生命周期管理,为石油平台设施风险评估体系评估提供大数据支持。文章主要介绍交流场法(ACFM)检测原理、检测方法及其海上石油平台金属构件腐蚀缺陷离线检测的应用。 展开更多
关键词 无人潜水器(rov) 海上石油平台 交流场法(ACFM)
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无模型自适应控制算法在ROV定深控制中的仿真 被引量:2
16
作者 宋大雷 路宁 +3 位作者 周丽芹 李坤乾 杨华 王红都 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2019年第9期87-92,103,共7页
将无模型自适应控制方法应用于遥控潜水器(ROV)定深控制当中。该控制方案的设计仅利用ROV的垂向推力输入数据和深度输出数据,用动态线性化时变模型替代ROV非线性系统模型,算法中不包含ROV模型及水动力参数信息。因此,解决了ROV因系统复... 将无模型自适应控制方法应用于遥控潜水器(ROV)定深控制当中。该控制方案的设计仅利用ROV的垂向推力输入数据和深度输出数据,用动态线性化时变模型替代ROV非线性系统模型,算法中不包含ROV模型及水动力参数信息。因此,解决了ROV因系统复杂、水动力参数难以确定,所导致的控制器设计复杂度高、控制效果不理想的问题。为了便于仿真,文章建立含有补偿参数的ROV简化模型,模型仅用于产生系统的I/O数据,不参与控制器的设计。仿真结果表明,在ROV定深控制当中,无模型自适应控制(MFAC)比PID控制具有更强的抗扰能力。此外,在欠阻尼ROV系统中,基于偏格式动态线性化的无模型自适应控制(PFDL-MFAC)方案相比于基于紧格式动态线性化的无模型自适应控制(CFDL-MFAC)方案具有更好的控制效果。 展开更多
关键词 无模型自适应控制 rov 定深控制 数据驱动
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急流条件下的水下检测系统运动响应分析 被引量:1
17
作者 甘进 董睿文 +1 位作者 王彬 吴振磊 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2022年第3期467-471,共5页
针对水下机器人(remote operated vehicle,ROV)抗流性能弱,且在急流条件下开展水下检测难度大等问题,设计了一套由ROV、抱缆装置、张紧型锚缆系统,以及声呐设备组成的水下检测系统方案,使其适用于急流条件下水下结构物施工质量和健康状... 针对水下机器人(remote operated vehicle,ROV)抗流性能弱,且在急流条件下开展水下检测难度大等问题,设计了一套由ROV、抱缆装置、张紧型锚缆系统,以及声呐设备组成的水下检测系统方案,使其适用于急流条件下水下结构物施工质量和健康状态的检测.采用AQWA软件计算得到多种工况下水下检测系统的运动响应,分析相关设计参数对系统的水动力性能的影响规律.结果表明:在来流角度小于20°的急流条件下,所提出的水下检测系统方案可保证ROV及声呐设备工作的稳定性,满足水下检测的相关技术指标及要求. 展开更多
关键词 水下机器人 水下检测 AQWA 运动响应 数值计算 急流条件P754.4
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番禺油田系泊锚链配重块修复工程 被引量:2
18
作者 杨天笑 欧阳雄 +5 位作者 陈如江 陈捷俊 史克勇 陈池 黄三平 徐洲红 《中国海洋平台》 2012年第6期5-10,31,共7页
本文重点对海洋石油111号(FPSO)的单点系泊系统中配重块的不合理结构进行了重新的设计,将原有配重块由两块设计成一个整体,并配有锚链卡、推动丝杆和锁紧销的新型结构。同时,对配重块修复技术方案进行了论证,采用配重链取代连续脱落的... 本文重点对海洋石油111号(FPSO)的单点系泊系统中配重块的不合理结构进行了重新的设计,将原有配重块由两块设计成一个整体,并配有锚链卡、推动丝杆和锁紧销的新型结构。同时,对配重块修复技术方案进行了论证,采用配重链取代连续脱落的配重块,单个脱落的配重块由我们重新设计的新型整体配重块取代。全文阐述了主要解决的技术关键和创新点,并对配重块修复技术的研究结论进行了系统的总结。 展开更多
关键词 新型整体配重块 配重链 动力定位船 水下机器人 饱和潜水
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典型ROV/AUV在深海科学考察中的丢失过程及原因 被引量:1
19
作者 张同伟 秦升杰 +1 位作者 唐嘉陵 王向鑫 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2018年第6期89-94,共6页
随着科学和工程技术的不断发展,各类ROV/AUV的作业深度在不断增大,作业时间也在不断延长。然而,由于水面和水下环境异常复杂,ROV/AUV将不可避免地发生各种各样的故障,甚至导致其丢失在深海大洋中。以日本"海沟"号ROV、美国&qu... 随着科学和工程技术的不断发展,各类ROV/AUV的作业深度在不断增大,作业时间也在不断延长。然而,由于水面和水下环境异常复杂,ROV/AUV将不可避免地发生各种各样的故障,甚至导致其丢失在深海大洋中。以日本"海沟"号ROV、美国"Nereus"号HROV、美国"ABE"号AUV和英国"Autosub-2"号AUV 4台潜水器为例,分析其在深海/冰下作业时的丢失过程和原因。 展开更多
关键词 rov AUV 丢失 “海沟”号 “Nereus”号 “ABE”号 “Autosub-2”号
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基于PLC的深海ROV光电复合缆绞车控制系统设计研究 被引量:1
20
作者 蒋恒深 吴朋朋 朱小东 《船舶》 2018年第1期68-73,共6页
针对深海超长距离光电复合缆的收放、张力保护、自动排缆等问题,给出一种采用PLC和S120变频器控制的光电复合缆绞车控制系统方案。该方案可在S120变频器的驱动下,实现牵引绞车双摩擦轮同步和负荷分配,储缆绞车恒张力排缆以及自动排缆装... 针对深海超长距离光电复合缆的收放、张力保护、自动排缆等问题,给出一种采用PLC和S120变频器控制的光电复合缆绞车控制系统方案。该方案可在S120变频器的驱动下,实现牵引绞车双摩擦轮同步和负荷分配,储缆绞车恒张力排缆以及自动排缆装置的联合控制。 展开更多
关键词 遥控无人潜水器 光电复合缆 绞车 可编程逻辑控制器 S120变频器 抗饱和PID控制
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