基于未知声速的水下三维单信标定位模型

现有水下单信标定位通常考虑航行器在二维运动状态下建立动力学模型,但实际上航行器在三维状态下运动.针对其三维运动的特点,将水深作为新的状态变量,基于原有5个状态变量,提出一种新型水下单信标定位模型,并建立相应的过程噪声模型.使用仿真数据,对比新型水下单信标定位模型与传统模型,利用卡尔曼滤波输出评估2种模型的定位精度.仿真...     

基于以太网通信的水下航行器远程监控系统设计

讨论以太网Socket通信基本原理和航行器监控系统通信协议的确定,介绍便携式水面监控台和水下控制系统的功能及设计方法,完成水池试验联调,试验结果表明,基于TCP/IP的通信协议,水面监控台可以实时地完成对水下航行器的数据监视、远程遥控和半自主控制。     

特殊轨迹下UUV的水下单标定位可观测性分析

论文针对UUV采用水下单标定位(Single Beacon Positioning,SBP)时存在的不可观测问题,分别在二维、三维条件下建立了SBP的非线性系统模型,提出了判断系统能否正常定位的基于特殊轨迹下的更弱的局部弱可观测性条件,并进行了理论推导。     

水下滑翔机试验样机系统设计

水下滑翔机作为一种新型的水下机器人巧妙地利用了水平固定翼将净重力转换为前进驱动力,从而降低了水下机器人的功耗。在海洋科学研究、环境监测、资源探测和军事侦察等方面都具有广阔的应用前景。文章介绍了水下滑翔机试验样机主体结构设计,姿态调节系统设计,浮力调节液压系统设计和控制系统系统设计。对嵌入式低功耗设计和层次设计做了重点介绍,并且对基于双向流量计浮力调节液压系统进行了详细介绍和仿真分析。     

舰船水下监测机器人系统设计

为了更好地提高舰船水下维护能力,针对现有水下机器人视频系统清晰度低、对比度低以及工作时海洋生物附着的问题,本文设计了一套用于舰船监测的水下机器人视频系统。通过光场分布实验仿真,计算一种水下灯的方案,能够将光场分布效果达到最佳;利用超声波传感器,设计一种新型的可自清洁的水下灯,能够有效防止生物附着。该系统优化了水下灯和水下摄像机的配置方案,确定了光源方向角和摄像机安装位置,跟现有的视频系统相比,显著提高了清晰度和对比度。该系统可达到2 592×1 944分辨率、25 fps帧率的摄像机视频信号和水下灯的控制信号传输效果。经过实验验证,该系统可以很好地提高水下成像效果,增强舰船水下维护能力。     

开式潜水钟水下摄像系统设计

开式钟潜水具有独特的性能和优势,在英美等发达国家使用广泛。开式潜水钟水下摄像系统作为其子系统分散布置在潜水装具、开式潜水钟、吊放装置、水面集中控制台各分系统中。本文基于新型水下摄像、LED照明技术设计出应用于开式潜水钟系统的一种紧凑型、高可靠性水下摄像系统。     

小型化碟形水下机器人系统设计

当前应用于湖泊海域的小型水下机器人较少,且成本较高。提出一种自主式碟形水下机器人,并完成了系统设计和相关试验,实现其高度自主化和无疲劳连续性作业等功能,大幅提升小型水下机器在湖泊海域作业的可靠性、安全性和高效性,对于推进小型水域的科考工作发展具有重要意义。     

多普勒计程仪水下速度标定方法的研究

目前常使用差分全球定位系统(DGPS)标定法对多普勒计程仪进行速度标定。但由于海况以及海面环境等外界的影响,航行器在水面航行很难达到标定条件的要求,标定精度难以保证。为提高标定精度,降低实验条件要求,文中研究了一种新型速度标定方法——水下速度标定。利用航行器在水下航行不受海况以及海面环境影响,结合DGPS获得航行器下潜前和起浮后的高精度位置信息,计算出航行器的真速度,来标定多普勒计程仪的速度。计算结果证明该方法可保障标定试验不再受外界因素的影响,缩短了标定时间、简化试验过程,大大提高了标定试验的效率和水下航行器的隐蔽性,并且航行器的航程越大,该方法标定精度越高。     

托管架水下遥感遥测系统设计

本文介绍了为美国GMC公司的1200吨浅水铺管船托管架项目所设计水下遥感遥测系统,文章从系统组成,设计方案,网络结构及硬件配置等方面展开,详细介绍了EtherCat 现场总线技术在此项目中的应用,为铺管船水下监测系统的设计提供了参考。     

无线网络航道水下数据监测系统设计

针对基于5G的数据监测系统、基于传感器技术监测系统受到航道噪声影响,而导致监测精准度低的问题,提出无线网络的航道水下数据监测系统设计。使用水温传感器、水压传感器和PH值传感器获取水温、水压和PH值,使用OPA4650芯片设计低噪声放大器,通过串口数据监测器捕获串行通信数据。使用平均算子滤波器进行降噪处理,由此设计监测流程。通过实验结果可知,该系统最高监测精度为0.95,最低为0.92,具有精准监测效果。     

传统方法在水下相机标定应用中的研究

针对加装保护壳体的水下相机光路较空气中复杂,传统成像模型及标定在水下是否满足工程要求的问题,在带畸变的小孔成像模型中利用传统方法进行了大气和水下的相机标定,验证了两种情况下标定偏差的存在;利用神经网络方法对水下相机标定进行了对比实验,结果显示传统方法在工程应用中的水下相机标定中仍具有优势。     

柴油机数字电子调速器在线标定系统设计

采用串行485通信和DDE通信方法,基于VB6.0和组态软件建立船用柴油机数字电子调速器在线标定系统,在柴油机上的标定实验表明,系统可显著提高标定效率和精度。     

船舶的走航式水下多道电阻率测量系统设计与仿真

走航式水下测量系统以大型海上侦察船为载体,可以实现动态的海浪、水下洋流和海底地质环境的探测,对海洋资源勘探和船舶导航等具有重要作用。本文系统介绍一种走航式水下多道电阻率测量系统(NURSS),分析该系统的数据采集和分析原理,并对该系统的探测效果进行影响因素分析和基于RES2D软件平台的仿真实验。     

一种低功耗水下定位声纳信标的电路设计

文章主要介绍一种低功耗、体积小,重量轻的水下定位声纳信标的电路设计。该电路用于对失事船只或飞机进行定位,信标一旦沉入水中,整个电路自动开始工作,周期性的发射预先设定的声信号,便于检测装置寻找失事目标。     

蛟龙号机械手水下作业虚拟训练系统设计

为了解决目前载人深潜器机械手操作人员的实物培训中存在的培训成本高且安全风险大等问题,基于虚拟现实技术设计一种用于操作人员虚拟训练的蛟龙号水下作业仿真系统。采用3ds Max构建蛟龙号的三维模型,利用Unity3D引擎进行蛟龙号机械手的操纵交互,通过三维几何变换模拟机械手的相关功能,实现了蛟龙号机械手水下作业虚拟训练系统。该仿真系统可运行于多个主流平台上,基本满足教学培训的需求。     

水下通信模拟训练系统设计与关键技术研究

该模拟系统旨在解决舰潜水下通信训练中存在的两大难题：一是通信声纳开机的时机少、时间短,训练机会少;二是通信声纳日常训练中没有训练环境和通信对象,训练效果差。该系统采用模块化的设计方式和面向对象的建模方法,将系统有机地分解成若干个模块,对系统的总体架构进行了说明,并对关键模块的实现进行了详细的阐述。     

水声定位标定系统水下基准位置不确定度分析

水声定位标定系统中水下基准(模拟目标声信号)位置的测量精度直接影响到对水声定位系统定位误差的考核。通过对水下基准中心位置不确定度的分析,为系统减小水声定位系统测量误差提供了理论参考,经海试证明该不确定度分析方法对提高水声定位系统标定精度有效。     

基于虚拟仪器的海洋环境水下电磁场观测系统设计

海洋环境水下磁场观测已经广泛应用于海洋电磁学研究和舰船水下电磁场测试领域.本文介绍了基于虚拟仪器技术的海洋环境电磁场观测系统设计方案,利用LabVIEW软件设计、开发观测系统的测控软件;介绍了系统硬件结构及功能、软件的功能模块及流程图.基于虚拟仪器研制的观测系统完成了对海洋环境水下电磁场的长时间观测任务.     

基于CAN总线的水下通信系统设计

为减少水下通信系统线束的数量,同时保证水下通信系统的稳定性与可靠性,采用CAN总线作为现场总线来进行数据传输。结合水下通信系统的特点,设计了CAN总线的整体网络结构,并采用独立的CAN总线控制器SJA1000和CAN总线收发器PCA82C250设计了CAN总线的接口,编写了相应的上位机软件程序。CAN总线的引入在保证数据通信质量的同时,减少了系统的复杂程度。体现了CAN总线多主网络,抗干扰能力强,传输速率高,结构简单等方面的优势。     

水下智能潜器分布式控制系统设计与实现

分布式控制系统是水下管能潜器的重要部分．本文采用分层控制结构，即执行级、协调级和组织级，实现了潜器的控制系统。文中首先介绍了控制系统的组成，然后分别介绍了执行级采用神经网络实现自适应控制的方法，协调级中实现全局和局部路径规划的方法，以及组织级中基于行为分解的任务规划方法。文中给出了系统的仿真和实验结果。