淺水mini-ROV系統(tǒng)研發(fā).pdf

1、我國沿海海岸線、河流、湖泊的水深大都在100米以下，目前，漁業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、潮汐電站檢查、船體水下檢查一般使用水下機(jī)器人進(jìn)行檢查，現(xiàn)在國內(nèi)外大部分水下機(jī)器人產(chǎn)品一般在50kg左右，體積龐大，無法深入狹小的縫隙，需要多人協(xié)同作業(yè)，使用的靈活性便捷性受到限制。因此，mini-ROV會在水下勘測檢查中發(fā)揮著越來越重要的作用。由于水下機(jī)器人在水下運(yùn)動的復(fù)雜性及不確定性，水下定點(diǎn)觀察時(shí)需要的穩(wěn)定性，自動跟蹤觀察需要的精確性，其相應(yīng)的控制算法也成為

2、人們研究的熱點(diǎn)。
　　本文針對mini-ROV國內(nèi)外幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，提出了國內(nèi)外發(fā)展中存在的主要問題，闡述了下一階段的國內(nèi)外發(fā)展趨勢，介紹了本論文的主要工作及其所設(shè)計(jì)的mini-ROV的技術(shù)要求。
　　本項(xiàng)目研究目標(biāo)在于研制適合于近海及湖泊100米以下淺水的mini-ROV系統(tǒng)樣機(jī)，基于簡單性、實(shí)用性、靈活性、易操作性的原則，提出了設(shè)計(jì)一種基于嵌入式系統(tǒng)、自帶能源、高壓長距離輸電、輕質(zhì)流線型本體、兩個(gè)縱向水下推進(jìn)器一

3、個(gè)垂向水下推進(jìn)器、具有各種自動功能的的流線型觀察級mini-ROV。
　　針對水下推進(jìn)器頻繁啟動、加減速大電流工作的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了基于大功率電源的高能供電電路，實(shí)現(xiàn)了水下推進(jìn)器高效率、高穩(wěn)定工作。
　　針對觀察型mini-ROV攝像機(jī)高清晰顯示、長距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，提出了基于單端轉(zhuǎn)差分視頻芯片AD8131的高帶寬視頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，解決了基帶模擬視頻信號長距離高清傳輸及平衡與非平衡信號之間的轉(zhuǎn)化的問題，達(dá)到了水下視頻高清顯示的

4、效果。選用ST公司的ARM作為下位機(jī)控制器，控制ROV在水下靈活地完成各種運(yùn)動。制定了詳細(xì)的用于主控制臺與ROV之間的485通信協(xié)議，同時(shí)對mini-ROV的通信軟件架構(gòu)及控制軟件架構(gòu)做了一個(gè)簡單的介紹。
　　本文對流線型mini-ROV自動定深算法進(jìn)行了研究，提出基于PID算法的自動定深功能的實(shí)現(xiàn)。通過軟件仿真及實(shí)際水槽檢驗(yàn)，驗(yàn)證了此算法的合理性。
　　最后，針對所研發(fā)的mini-ROV樣機(jī)做了一系列實(shí)驗(yàn)，包括基本功能試驗(yàn)