【摘要】：本文設(shè)計了一種水下機器人,其混合控制系統(tǒng)可以在手動遙控和自動控制模式之間切換。設(shè)計這種混合式水下機器人是為了讓操作者能夠遠程遙控并操控其水下運動,從而去探尋用戶感興趣的對象。自動控制系統(tǒng)利用機器視覺來追蹤靜態(tài)目標(biāo)并與之保持安全位置,可通過超聲波傳感器進行聲學(xué)避障以實現(xiàn)安全可靠的水下導(dǎo)航。機器視覺能力是促成這種水下機器人能夠自主執(zhí)行各種任務(wù)的根本保障。這是一種智能水下機器人,可以準(zhǔn)確識別、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。在實驗室實施了多次水下試驗,包括目標(biāo)物抓取、定位和追蹤測試,以進一步說明這種混合式手動遙控和自動控制系統(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。為了達到這種要求,本文設(shè)計了一臺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)計的獨特之處。通過本文設(shè)計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。初步試驗獲得了不同放大率的珊瑚和沉積物的顯微圖像并驗證了性能。這臺水下機器人和本文設(shè)計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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P715

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