AUV自主對接路徑規(guī)劃與半物理仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、針對AUV自主對接的若干問題進(jìn)行研究。目前,AUV近距離精確對接涉及到許多學(xué)科知識,是相關(guān)科研人員研究的熱點,也是難點。
　　本論文依據(jù)AUV自主對接的過程,分別對AUV自主對接體系結(jié)構(gòu),基于視覺的對接引導(dǎo)以及近距離精確對接路徑規(guī)劃方法進(jìn)行研究。首先,介紹了當(dāng)今AUV實現(xiàn)對接的方法,分析了應(yīng)用于水下機(jī)器人對接傳感器的作用距離、定位精度以及影響因素。然后,概述水下機(jī)器人的體系結(jié)構(gòu),其體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型有兩種:分層遞階式和包容式體系結(jié)構(gòu)

2、。本論文將以上兩種體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點相結(jié)合,提出適合于AUV自主對接的混合式體系結(jié)構(gòu),為后續(xù)研究搭建好框架。接下來,介紹了雙目視覺技術(shù)的原理,雙目視覺對獲取圖像的處理過程。闡述了在Vega視景仿真中獲取圖像的過程,基于Matlab對左右視覺圖像進(jìn)行標(biāo)定的過程以及基于OpenCV視覺庫的雙目視覺定位方法。根據(jù)視覺仿真數(shù)據(jù),分析雙目視覺定位結(jié)果,得到測距精度符合AUV自主對接的要求。最后,對AUV的運動特性進(jìn)行仿真實驗,得到AUV的運動特性曲線

3、,了解AUV自身運動能力。只有在AUV運動能力范圍內(nèi),才能進(jìn)行對接。分析各種局部規(guī)劃方法的優(yōu)缺點,針對AUV對接問題,在人工勢場法的基礎(chǔ)上加以改進(jìn),作為AUV對接的路徑規(guī)劃方法。分別應(yīng)用視線法和改進(jìn)的人工勢場法對AUV對接過程進(jìn)行仿真實驗,得到對接時AUV的位置信息和姿態(tài)信息,對比其誤差精度可以得出結(jié)論:視線法在位置精度上滿足對接要求,而在姿態(tài)精度上誤差較大,不利于對接;改進(jìn)的人工勢場法在位置和姿態(tài)精度上均能很好的滿足對接要求。