自主式水下潛航器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)是一種無人操控、可自主導航的水下航行器,它集傳感器技術、自動控制技術等高科技于一體,可用來組建水下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、海域監(jiān)控系統(tǒng)、甚至是水下無人作戰(zhàn)網(wǎng)絡等,在科研和軍事領域越來越重要。電控系統(tǒng)是AUV的核心,也是其高技術的集中體現(xiàn),AUV的環(huán)境感知、自主導航、運動控制、數(shù)據(jù)采集、特殊任務執(zhí)行都依賴于電控系統(tǒng)。目前的AUV電控系統(tǒng)體積龐大、相對功耗高、成本昂貴,針對其不能在狹窄水域作業(yè)和民用成本高等缺點,設計了一種基于ROS的AUV嵌入式控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由導航傳感器系統(tǒng)、樹莓派主控、STM32輔助控制板組成。其中,在樹莓派上移植了ROS來開發(fā)主控程序,在輔助控制板上移植了Free RTOS來開發(fā)應急安全策略。導航傳感器僅使用了慣性測量MEMS集成傳感器和深度傳感器,用深度傳感器來校正陀螺儀漂移和積分運算的累積誤差,得到了更加精確的空間位移數(shù)據(jù)。通過實際測試,得到了幾種數(shù)據(jù)融合算法的直觀效果和數(shù)值分析,經(jīng)對比后選定模糊卡爾曼濾波器作為本設計的數(shù)據(jù)融合算法,進一步降低了陀螺儀漂移的影響;并對模糊卡爾曼算法的計...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1CR-01型和CR-02型AUV以哈爾濱工程大學為主，聯(lián)合其他高校和研究所共同合作研制的“智水”系列AUV加入

焙繳疃卻?到了5300m[1]；該型號是與俄羅斯合作研發(fā)的一款AUV，在平臺可靠性，控制系統(tǒng)的魯棒性、系統(tǒng)容錯能力等方面都有很大進步，能滿足一般的科研需求，如測量并采集海洋水文數(shù)據(jù)，以及探測海底地形地貌并繪制二維和三維地圖等等。CR-01的改進型號CR-02于2006年在南海海域....

圖1.2智水型AUV中國海洋大學提出的一種基于PC104模塊的AUV控制系統(tǒng)，其使用的魚雷型AUV平臺

浙江省碩士學位論文3圖1.2智水型AUV中國海洋大學提出的一種基于PC104模塊的AUV控制系統(tǒng)，其使用的魚雷型AUV平臺如下圖1.3所示。該系統(tǒng)冗余容錯功能足夠，體積大大減小，可以在狹窄水域作業(yè)，但是傳感器系統(tǒng)稍微復雜，功耗、效率、潛航時間、成本等方面有待進一步優(yōu)化。圖1.3魚....

圖1.3魚雷型AUV模型圖

浙江省碩士學位論文3圖1.2智水型AUV中國海洋大學提出的一種基于PC104模塊的AUV控制系統(tǒng)，其使用的魚雷型AUV平臺如下圖1.3所示。該系統(tǒng)冗余容錯功能足夠，體積大大減小，可以在狹窄水域作業(yè)，但是傳感器系統(tǒng)稍微復雜，功耗、效率、潛航時間、成本等方面有待進一步優(yōu)化。圖1.3魚....

圖1.4美國海軍研究生院的ARIES

浙江省碩士學位論文4圖1.4美國海軍研究生院的ARIES圖1.5麻省理工學院的Odyssey-II美國喬治亞理工學院的KevinDeMarco等公開了一種名為Yellowfin的AUV控制系統(tǒng)，該AUV電控系統(tǒng)以Intel芯片為主控的ThePico-ITXSBC型卡片式電腦平臺，....

本文編號：4016601