本文選題：仿生水下機(jī)器人 + 水下目標(biāo)物搜尋�。� 參考：《山東科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著仿生水下機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步,越來越多的仿生水下機(jī)器人應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。在淺水水域的目標(biāo)物搜尋作業(yè)中,人工作業(yè)效率較低,且現(xiàn)有的水下機(jī)器人不能很好的適應(yīng)工作要求。微小型仿生水下機(jī)器人具有能耗低、機(jī)動(dòng)性能好的特點(diǎn),在其中搭載嵌入式處理系統(tǒng),可完成圖像處理等工作。微小型仿生水下機(jī)器人可以利用水下視覺系統(tǒng)來完成水下目標(biāo)物搜尋工作。本文分析了水下目標(biāo)物搜尋作業(yè)的工作要求,結(jié)合實(shí)際情況,提出了采用仿生撲翼推進(jìn)方式的微小型仿生水下機(jī)器人整體方案,并對(duì)仿生水下機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。對(duì)仿生撲翼和尾翼進(jìn)行了流場數(shù)值模擬研究,利用Fluent動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)分析了兩者在流場中的運(yùn)動(dòng)情況,給出了渦量和速度云圖,以及推力隨時(shí)間變化曲線。分析了仿生水下機(jī)器人整體在流場中受到的阻力。建立了仿生水下機(jī)器人的坐標(biāo)系,給出了仿生水下機(jī)器人的6自由度運(yùn)動(dòng)方程,分析了仿生水下機(jī)器人的水動(dòng)力,給出了仿生水下機(jī)器人的粘性類水動(dòng)力,慣性類水動(dòng)力和水下靜力,給出了仿生水下機(jī)器人的空間運(yùn)動(dòng)方程,分析了仿生水下機(jī)器人的航行速度和轉(zhuǎn)向性能。設(shè)計(jì)了仿生水下機(jī)器人的硬件控制系統(tǒng),提出了利用主控程序控制仿生水下機(jī)器人的整體工作流程,模塊程序控制仿生水下機(jī)器人的具體運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)了仿生水下機(jī)器人的主控制程序和主要控制模塊的控制程序。設(shè)計(jì)了水下視覺系統(tǒng),分析了水下圖像的預(yù)處理過程,研究了如何使用OpenCV中的支持向量機(jī)進(jìn)行圖像識(shí)別,設(shè)計(jì)了具有用戶交互界面的嵌入式圖像識(shí)別程序。通過對(duì)微小型仿生水下機(jī)器人的本體和控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,以及下水測試,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
[Abstract]:With the progress of bionic underwater vehicle technology, more and more bionic underwater vehicles are applied in various fields.In the object search operation in shallow water area, the artificial work efficiency is low, and the existing underwater vehicle can not meet the requirements of the work well.Micro bionic underwater vehicle has the characteristics of low energy consumption and good maneuverability. Embedded processing system can be used to complete image processing and so on.Micro-bionic underwater vehicle can use underwater vision system to search underwater object.In this paper, the working requirements of underwater object searching are analyzed, and the whole scheme of micro bionic underwater robot with bionic flapping-wing propulsion is put forward, and the structure of bionic underwater robot is designed.The numerical simulation of the flow field of the bionic flapping wing and the tail wing is carried out. The motion of the flapping wing and the tail wing in the flow field is analyzed by using the Fluent moving grid technique. The vorticity, velocity cloud diagram and the curve of thrust change with time are given.The resistance of the whole bionic underwater vehicle in the flow field is analyzed.In this paper, the coordinate system of the bionic underwater vehicle is established, the motion equation of the bionic underwater vehicle is given, the hydrodynamic force of the bionic underwater vehicle is analyzed, and the viscous hydrodynamic force of the bionic underwater robot is given.The equations of space motion of the bionic underwater vehicle are given, and the navigation speed and steering performance of the bionic underwater vehicle are analyzed.The hardware control system of bionic underwater vehicle is designed. The main control program is used to control the whole work flow of the bionic underwater vehicle and the module program is used to control the specific motion of the bionic underwater vehicle.The main control program of the bionic underwater vehicle and the control program of the main control module are designed.The underwater vision system is designed, the preprocessing process of underwater image is analyzed, how to use support vector machine in OpenCV for image recognition is studied, and an embedded image recognition program with user interface is designed.By debugging and testing the body and control system of micro bionic underwater vehicle, the design requirements are achieved.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1755483