【摘要】：本文設(shè)計(jì)了一種水下機(jī)器人,其混合控制系統(tǒng)可以在手動(dòng)遙控和自動(dòng)控制模式之間切換。設(shè)計(jì)這種混合式水下機(jī)器人是為了讓操作者能夠遠(yuǎn)程遙控并操控其水下運(yùn)動(dòng),從而去探尋用戶感興趣的對象。自動(dòng)控制系統(tǒng)利用機(jī)器視覺來追蹤靜態(tài)目標(biāo)并與之保持安全位置,可通過超聲波傳感器進(jìn)行聲學(xué)避障以實(shí)現(xiàn)安全可靠的水下導(dǎo)航。機(jī)器視覺能力是促成這種水下機(jī)器人能夠自主執(zhí)行各種任務(wù)的根本保障。這是一種智能水下機(jī)器人,可以準(zhǔn)確識(shí)別、定位和完美響應(yīng)由不同顏色代碼和尺寸確定的目標(biāo)物。在實(shí)驗(yàn)室實(shí)施了多次水下試驗(yàn),包括目標(biāo)物抓取、定位和追蹤測試,以進(jìn)一步說明這種混合式手動(dòng)遙控和自動(dòng)控制系統(tǒng)。此外,本文還研究了用于原位觀測的水下顯微鏡。由于在海洋科學(xué)研究中存在對特定放大率觀測手段的需求,這種系統(tǒng)能夠以合適的空間分辨率監(jiān)測珊瑚和沉積物的生理生態(tài)狀況。為了達(dá)到這種要求,本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)具有電控可變焦物鏡的水下顯微鏡電控可變焦物鏡是本設(shè)計(jì)的獨(dú)特之處。通過本文設(shè)計(jì)的水下顯微鏡拍攝的珊瑚和沉積物的圖像可以揭示出它們的物理、生物和形態(tài)學(xué)特征。對圖像的深入研究還揭示了珊瑚的生長、退化和白化過程的形態(tài)變化。對成像性能存在潛在影響的主要因素包括鏡頭與相機(jī)的選型以及照明布置方式。圖像去模糊、全局飽和度掩模和直方圖均衡算法被用于提取圖像特征。初步試驗(yàn)獲得了不同放大率的珊瑚和沉積物的顯微圖像并驗(yàn)證了性能。這臺(tái)水下機(jī)器人和本文設(shè)計(jì)的水下顯微鏡可以分別用于探測水生生態(tài)系統(tǒng)中的目標(biāo)物和為底棲生態(tài)系統(tǒng)的觀測、檢測和未來狀況預(yù)測提供重要的新思路。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P715

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本文編號(hào)：2657263