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自适应神经网络控制器用于自治式水下机器人导航 总被引:1,自引:1,他引:0
用二维的运动学模型模拟研究自治式水下机器人的导航控制系统;控制系统由函数链网络的前馈控制器和函数链网络的PID控制器组成。模拟结果表明,此控制系统具有良好的鲁棒性,有较强的适应环境变化的能力和抗干扰能力。 相似文献
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自主式水下机器人(AUV)是应用于复杂海洋环境中的高智能化无人装备,其需要具备良好的环境感知能力进行自主导航,包括水下目标识别能力。随着人工智能的高速发展,卷积神经网络作为图像处理领域的深度学习架构,在图像特征提取和图像识别上有着强大的性能和卓越的优势。本文利用卷积神经网络,实现了自主式水下机器人水下目标的自主识别。同时,通过采用三段式全连接方式和增加卷积层深度的方式对卷积神经网络进行进一步改进,提高了卷积神经网络的训练速度、准确率和泛化能力。 相似文献
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基于目标规划的水下机器人模糊神经网络控制 总被引:1,自引:0,他引:1
针对水下机器人运动的精确控制问题,依据模糊逻辑和神经网络理论,提出了一种基于目标规划的模糊神经网络控制方法。根据水下机器人的运动特性构造了模糊神经网络的结构,并推导了网络权值学习的反传算法,最后以水下综合探测机器人为研究对象进行了试验研究。试验研究的结果表明,该方法结合了传统模糊控制和神经网络控制的优点,大大地提高了系统响应速度和控制精度,并且对模型的不确定性有较强的鲁棒性,能够实现水下机器人运动的精确控制,具有较高的理论和实用价值。 相似文献
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为满足自主式水下航行器(AUV)应对水下复杂环境和水下高精度导航的需求,提出了捷联式惯性导航系统(SINS)、多普勒计程仪(DVL)、磁罗经导航系统(MCP)和地形辅助导航系统(TAN)的水下组合导航系统方案,设计了一种基于BP神经网络的自适应滤波算法,建立了卡尔曼滤波器的线性滤波方程和导航传感器的量测方程,根据数学模型进行仿真实验。仿真结果表明,导航传感器和基于神经网络的自适应滤波技术的应用大大提高了AUV的导航精度和自适应能力。 相似文献
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为了解决水下机器人推进系统运行可靠性问题,提出一种基于模糊神经网络的机器人推进系统故障诊断方法,用以解决故障诊断过程中信息的不确定性问题,并提高推进系统的整体可靠性。该方法在常规神经网络基础上,引入模糊推理形成一种新型模糊神经网络结构,提出一种最小调整的模糊神经网络学习率,完成模糊神经网络训练算法的推导。通过对水下机器人实施定速直航与转向等试验完成神经网络的在线训练,利用已完成训练的神经网络对机器人进行运动建模。通过比对神经网络模型估计值与机器人传感器的实测值获取残差信息,并对残差进行故障信息提取以实现故障诊断。将上述方法应用于仿真试验中,结果表明,基于模糊神经网络水下机器人推进系统故障诊断方法具有较高的可行性和有效性。 相似文献
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基于神经网络的无人无缆水下机器人运动建模与控制技术研究 总被引:3,自引:1,他引:2
对自主型水下机器人(AUV)神经网络运动模型的结构进行了理论分析和探讨,提出了非完全回归型神经网络、增加积分层的输出层结构及相应的分步式学习方法。对AUV运动过程中目标运动路径和目标运动速度的同时跟踪控制进行了系统研究。提出了由主控网络和伴随网络构成的神经网络控制器结构,给出了通过计算机模拟来生成教师样本的方法,提出了预测控制的思想。计算机仿真及水下机器人“Twin-Burger”的水池实验结果验证了本文所提出的建模方法和跟踪控制方法的有效性和可行性。 相似文献
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水下机器人作业目标控制和目标识别 总被引:2,自引:1,他引:1
自主式水下机器人(AUV)具有自主导航、自主避碰和自主作业能力,自主作业是水下机器人实现智能化的关键技术。本文着重叙述AUV对特定作业-“水下目标探测与识别”的作业控制和实现过程,叙述水下三维目标的识别机理和识别算法以及为正确识别目标提供最佳条件的预处理、硬件系统和实时处理功能。最后给出试验结果,说明作业目标控制过程和识别算法具有实时性、高效率和可靠性。 相似文献
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自主式水下机器人最优路径规划问题的研究 总被引:2,自引:0,他引:2
路径规划是水下机器人实现自主航行的重要环节。根据自主式水下机器人的动力学性质,路径规划的特点以及实现智能行为的要求,采用基于案例的遗传算法,实现了自主式水下机器人最优路径规划。给出该方案的基本框架和算法,在基于案例类比的学习方法中引入模糊多属性综合决策的方法建立决策算子进行案例的匹配,在遗传算法中实际知识的指导,适当地改进遗传算子,加快搜索速度。仿真结果证明该路径规划方法能够取得较好的规划结果,使自主式水下机器人具有了一定的自主导航,自主避障和自主作业的能力。 相似文献
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自主式水下机器人(AUV)具有自主导航、自主避碰和自主作业能力,光视觉信息获取与处理算法是AUV进行水下作业的重要内容和关键技术。本文着重叙述水下三维目标信息的获取过程和图象常用算法,最后给出试验结果,以说明研究工作的有效性和成果的实用性。 相似文献
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《舰船科学技术》2021,43(17)
针对水下机器人对接过程中近距离引导定位的问题,为实现准确可靠的水下对接,设计了一种基于神经网络的水下对接引导算法。算法主要分为两部分:1)检测部分,该检测算法区别于传统的图像处理,基于YOLOv3的神经网络,加入DenseNet思想,实现了一种鲁棒性强,可靠以及准确率高的目标检测算法。区分了目标物与无关背景信息,用于提供水下对接站在二维图像下的位置信息。2)位姿估计部分,用于恢复水下机器人与中继器之间的相对位置信息,从而能够根据相对位置信息,完成近距离的水下对接引导。经过实验对比分析,验证了算法的可行性,并证明了改进的目标检测算法能够更精确地完成对中继器的位置检测,提高了对位姿估计的准确率。 相似文献
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为提高水下机器人系统的总体可靠性,开展了推进器故障诊断研究。在三层BP神经网络的基础上,提出了一种改进的递归神经网络并推导了网络的训练算法。利用直航、转艏等试验对网络进行训练,将训练好的网络用于水下机器人运动建模,对比模型的输出与实际传感器测量值来获取残差,通过分析残差特性来提取故障诊断判据,进而进行推进器故障诊断。将提出的方法应用到仿真试验和海上试验中,得出了相应的试验结果。通过对试验结果的分析研究,验证了方法的有效性与可行性,同时也表明该方法在工程应用方面具有一定的参考意义。 相似文献
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本文主要探讨了海洋工程中水下机器人技术的创新与实践。水下机器人技术为海洋工程提供了诸多优势,如提高水下作业效率、实现自动化作业以及降低施工成本。在应用过程中,关键技术包括水下机器人的规划、传感器技术、环境信息采集、导航控制技术以及遥控和自主模式的选择。实践表明,水下机器人在海洋资源勘探、环境监测与保护以及辅助施工方面发挥了重要作用。具体案例包括海底管道检测、海洋环境监测和应急救援以及海洋工程建设中的应用。随着技术的不断进步,水下机器人技术将在海洋工程中发挥越来越重要的作用。 相似文献