近年來(lái),隨著海洋的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及戰(zhàn)略地位的逐漸升溫,對(duì)水下無(wú)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(dòng)水下無(wú)人航行器,仿生機(jī)器魚(yú)由于其運(yùn)動(dòng)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(yú)的運(yùn)動(dòng)特性,及使其運(yùn)動(dòng)更加接近真實(shí)魚(yú)類(lèi),對(duì)真實(shí)魚(yú)類(lèi)的研究也必不可少。研究真實(shí)魚(yú)類(lèi)的主要方法為觀察在不同水流環(huán)境下其對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,探究其動(dòng)力學(xué)模型及使用計(jì)算流體力學(xué)探究其對(duì)應(yīng)流場(chǎng)游動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。要觀察魚(yú)類(lèi)的規(guī)律,就需要我們有對(duì)應(yīng)的可以計(jì)算出魚(yú)類(lèi)實(shí)時(shí)位置與姿態(tài)的程序與算法。同時(shí),在找到魚(yú)類(lèi)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律后,需要將其轉(zhuǎn)化為仿生機(jī)器魚(yú)用動(dòng)力學(xué)方程,驅(qū)動(dòng)仿生機(jī)器魚(yú)執(zhí)行類(lèi)魚(yú)的運(yùn)動(dòng)。同時(shí),為了構(gòu)建全局視覺(jué)仿生機(jī)器魚(yú)控制平臺(tái),對(duì)機(jī)器魚(yú)及目標(biāo)識(shí)別的全局視覺(jué)算法也必不可少。針對(duì)上述問(wèn)題,本文所做的研究主要分為以下幾個(gè)部分:1)針對(duì)仿生多關(guān)節(jié)機(jī)器魚(yú),設(shè)計(jì)了一整套完整的控制系統(tǒng),包含中樞控制器,無(wú)線通訊單元,電源管理單元,及運(yùn)動(dòng)執(zhí)行單元;2)針對(duì)仿生多關(guān)節(jié)機(jī)器魚(yú),提出了一種非線性中樞模式控制器算法,對(duì)比了提出的算法與傳統(tǒng)機(jī)器魚(yú)控制算法的優(yōu)劣勢(shì),將提出的算法離散后部署到控制器中,進(jìn)行了測(cè)試;3)... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：135 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(duì)應(yīng)輸入圖像像素點(diǎn)的分類(lèi)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(duì)圖像的壓縮感知，這個(gè)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(yǔ)義分割結(jié)果如下圖１－３所??示：??４??

????２．?２真魚(yú)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介??仿生機(jī)器魚(yú)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(dòng)作??行為方式及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理等特性均模仿自真實(shí)魚(yú)類(lèi)生物。魚(yú)類(lèi)生物作為世界上最??早誕生的有脊椎生物，經(jīng)過(guò)時(shí)間長(zhǎng)河的自然選擇進(jìn)化出了非凡的水中運(yùn)動(dòng)能力，??其可以在維持自身高速游動(dòng)的情況下同時(shí)保持自身維持低能耗高效率游動(dòng)，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(dòng)性運(yùn)動(dòng)。目前針對(duì)仿生機(jī)器魚(yú)的??研究主要側(cè)重兩個(gè)方向：其一為探索魚(yú)類(lèi)游動(dòng)高效、快速的游動(dòng)機(jī)理，建立簡(jiǎn)單、??實(shí)用的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；其二，從仿生的角度研制快速、高效、高機(jī)動(dòng)性的??機(jī)器魚(yú)，解釋魚(yú)類(lèi)渦控制的原理并嘗試對(duì)其加以利用。所以，在從事仿生機(jī)器魚(yú)??研宄，對(duì)真魚(yú)的觀察、歸納、研宄也必不可少。為了嘗試觀察魚(yú)類(lèi)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，基??于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的自主分析必不可少。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為北京大學(xué)湍流系統(tǒng)研宄國(guó)家重點(diǎn)??實(shí)驗(yàn)室的湍流模擬水洞，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖２－１所示：??■??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]面向全局視覺(jué)機(jī)器魚(yú)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



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