近年來,隨著海洋的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及戰(zhàn)略地位的逐漸升溫,對水下無人航行器的研究也逐年增多。相比于傳統(tǒng)的螺旋槳驅(qū)動水下無人航行器,仿生機(jī)器魚由于其運(yùn)動靈活、體積小、成本低廉、偽裝性強(qiáng)的特點(diǎn),更加受到研究人員的關(guān)注。為了優(yōu)化仿生機(jī)器魚的運(yùn)動特性,及使其運(yùn)動更加接近真實(shí)魚類,對真實(shí)魚類的研究也必不可少。研究真實(shí)魚類的主要方法為觀察在不同水流環(huán)境下其對應(yīng)的運(yùn)動規(guī)律,探究其動力學(xué)模型及使用計(jì)算流體力學(xué)探究其對應(yīng)流場游動的優(yōu)勢。要觀察魚類的規(guī)律,就需要我們有對應(yīng)的可以計(jì)算出魚類實(shí)時(shí)位置與姿態(tài)的程序與算法。同時(shí),在找到魚類運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律后,需要將其轉(zhuǎn)化為仿生機(jī)器魚用動力學(xué)方程,驅(qū)動仿生機(jī)器魚執(zhí)行類魚的運(yùn)動。同時(shí),為了構(gòu)建全局視覺仿生機(jī)器魚控制平臺,對機(jī)器魚及目標(biāo)識別的全局視覺算法也必不可少。針對上述問題,本文所做的研究主要分為以下幾個部分:1)針對仿生多關(guān)節(jié)機(jī)器魚,設(shè)計(jì)了一整套完整的控制系統(tǒng),包含中樞控制器,無線通訊單元,電源管理單元,及運(yùn)動執(zhí)行單元;2)針對仿生多關(guān)節(jié)機(jī)器魚,提出了一種非線性中樞模式控制器算法,對比了提出的算法與傳統(tǒng)機(jī)器魚控制算法的優(yōu)劣勢,將提出的算法離散后部署到控制器中,進(jìn)行了測試;3)... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１自編碼器結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?�。瑁�?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ａｕｔｏ?Ｅｎｃｏｄｅｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??

逆卷積層輸出圖像像素值為對應(yīng)輸入圖像像素點(diǎn)的分類結(jié)果。全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用卷積??層和逆卷積層實(shí)現(xiàn)了對圖像的壓縮感知，這個結(jié)構(gòu)及思路被廣泛的應(yīng)用于許多圖像生??成領(lǐng)域中，如著名的風(fēng)格遷移任務(wù)。全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出語義分割結(jié)果如下圖１－３所??示：??４??

????２．?２真魚實(shí)驗(yàn)平臺簡介??仿生機(jī)器魚作為一種仿生機(jī)器人，其機(jī)器人的外部形狀、結(jié)構(gòu)、機(jī)器人動作??行為方式及機(jī)構(gòu)運(yùn)動原理等特性均模仿自真實(shí)魚類生物。魚類生物作為世界上最??早誕生的有脊椎生物，經(jīng)過時(shí)間長河的自然選擇進(jìn)化出了非凡的水中運(yùn)動能力，??其可以在維持自身高速游動的情況下同時(shí)保持自身維持低能耗高效率游動，也可??以實(shí)現(xiàn)在拉力游速或爆發(fā)游速環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高機(jī)動性運(yùn)動。目前針對仿生機(jī)器魚的??研究主要側(cè)重兩個方向：其一為探索魚類游動高效、快速的游動機(jī)理，建立簡單、??實(shí)用的動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)模型；其二，從仿生的角度研制快速、高效、高機(jī)動性的??機(jī)器魚，解釋魚類渦控制的原理并嘗試對其加以利用。所以，在從事仿生機(jī)器魚??研宄，對真魚的觀察、歸納、研宄也必不可少。為了嘗試觀察魚類運(yùn)動狀態(tài)，基??于計(jì)算機(jī)視覺的自主分析必不可少。實(shí)驗(yàn)平臺為北京大學(xué)湍流系統(tǒng)研宄國家重點(diǎn)??實(shí)驗(yàn)室的湍流模擬水洞，實(shí)驗(yàn)平臺如圖２－１所示：??■??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]機(jī)器魚在線功率檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 裴正楷,李亮,陳世明,潘想,謝廣明.  測控技術(shù). 2016(11)
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碩士論文
[1]面向全局視覺機(jī)器魚的多目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 唐宇峰.華東交通大學(xué) 2013



本文編號：2971610