基于深度學(xué)習(xí)的在線多機(jī)器魚位姿識(shí)別系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、近年來，隨著海洋的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及戰(zhàn)略地位的逐漸升溫，對(duì)水下無人航行器的研究也逐年增多。相比于傳統(tǒng)的螺旋槳驅(qū)動(dòng)水下無人航行器，仿生機(jī)器魚由于其運(yùn)動(dòng)靈活、體積小、成本低廉、偽裝性強(qiáng)的特點(diǎn)，更加受到研究人員的關(guān)注。為了優(yōu)化仿生機(jī)器魚的運(yùn)動(dòng)特性，及使其運(yùn)動(dòng)更加接近真實(shí)魚類，對(duì)真實(shí)魚類的研究也必不可少。研究真實(shí)魚類的主要方法為觀察在不同水流環(huán)境下其對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，探究其動(dòng)力學(xué)模型及使用計(jì)算流體力學(xué)探究其對(duì)應(yīng)流場(chǎng)游動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。要觀察魚類的規(guī)律，就需要我們

2、有對(duì)應(yīng)的可以計(jì)算出魚類實(shí)時(shí)位置與姿態(tài)的程序與算法。同時(shí)，在找到魚類運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律后，需要將其轉(zhuǎn)化為仿生機(jī)器魚用動(dòng)力學(xué)方程，驅(qū)動(dòng)仿生機(jī)器魚執(zhí)行類魚的運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，為了構(gòu)建全局視覺仿生機(jī)器魚控制平臺(tái)，對(duì)機(jī)器魚及目標(biāo)識(shí)別的全局視覺算法也必不可少。針對(duì)上述問題，本文所做的研究主要分為以下幾個(gè)部分:
　　1)針對(duì)仿生多關(guān)節(jié)機(jī)器魚，設(shè)計(jì)了一整套完整的控制系統(tǒng)，包含中樞控制器，無線通訊單元，電源管理單元，及運(yùn)動(dòng)執(zhí)行單元;
　　2)針對(duì)仿生多

3、關(guān)節(jié)機(jī)器魚，提出了一種非線性中樞模式控制器算法，對(duì)比了提出的算法與傳統(tǒng)機(jī)器魚控制算法的優(yōu)劣勢(shì)，將提出的算法離散后部署到控制器中，進(jìn)行了測(cè)試;
　　3)為了方便仿生多關(guān)節(jié)魚算法設(shè)計(jì)與開發(fā)，搭建了一套仿生多關(guān)節(jié)機(jī)器魚運(yùn)動(dòng)學(xué)模擬仿真平臺(tái)，將仿真效果與同一組參數(shù)驅(qū)動(dòng)的真實(shí)機(jī)器魚運(yùn)動(dòng)曲線進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了仿真平臺(tái)的有效性;
　　4)針對(duì)湍流模擬水洞的靜態(tài)水域環(huán)境及全局視覺仿生機(jī)器魚控制平臺(tái)的動(dòng)態(tài)水域環(huán)境，分別提出了兩種視覺分割算法，能夠