。2004年,上海交通大学水下研究所在中国大洋协会的支持下成功研制出“海龙号”ROV,如图1-4所示,并完成了3500m水下试验,又于2008年5月在中国南海完成了3278m深海试验,在当时是我国下潜深度最大、功能最多的ROV。“海龙号”重约3.25吨,机身尺寸3m*1.8m*1.8m长3m,速度最高可达3.5节,安装了一台静物照相机和五台多功能摄像机和,另外还有2个多功能机械手,还首次安装了我国自主研制的虚拟监控和动力定位系统,性能达到国际领先水平,可以为海洋石油、海底管道、电缆检修、海洋打捞等服务。

而如图如图1-5所示的“海马号”ROV经过上海交通大学研究团队接近六年的研究,具有很高的国产化率,于2014年4月在南海通过了下海测试,最大下潜深度达到4502m,是我国迄今为止设计出的下潜深度最大的ROV。

3、ROV的发展趋势

由于ROV具有经济、环保、效率高和及作业深度大等特点,在世界各沿海国家得到越来越广泛的应用。给ROV研究提供更多的资源,研制出高性能、高性价比的ROV产品是商业市场的必然需求。现阶段ROV的发展趋势主要体现在以下的几个方面:

(1)向高性能发展,当今计算机水平、控制技术、导航定位技术以及通信传感技术快速发展,这使得ROV具有更广的作业范围、动力性能也越好以及更精致的人机交互界面,让操控人员更好地操作。

(2)向高可靠性发展,ROV技术经过那么长时间的发展,各方面的技术正在逐步走向成熟。提高ROV的勘探检测和深水作业的能力,加大处理数据的容量和能力,提高ROV操纵性能,完善人机交互界面,提供更实用易控制的操作界面是有必要的,这是ROV技术发展的一个趋势。

(3)向专业化发展,未来的ROV将只针对某个特殊的需求,有详尽的分工,配置专用设备,执行特定的任务,ROV的种类会变得很多,专业化程度也会越来越高。

1.3ROV控制技术研究现状

对水下机器人的工作环境来说,相比于陆地上的各种机器人的控制,因为两者所处的环境有很大的差异,它们之间的控制方法也有很多不同的地方。具体有以下几个方面:首先水下机器人的控制有非线性、时变性和强耦合性;然后是水下流体的特性对水下机器人运动造成很大的影响;并且海流、波浪对水下机器人的干扰也很大;最后开架式的ROV结构使得构建数学模型难度大。以上这些因素导致对水下机器人控制技术有很高

[10]的难度

水下机器人ROV整个系统一般由水面监控控制台、电源箱、水下机器人本体三个部分组成。ROV的控制系统则由运动控制体系硬件结构、软件系统以及基本运动控制算法三部分组成。控制体系结构一般用在UUV中,是一种可以包含控制系统软件、硬件和控制算法的方案,能够让水下机器人系统能有效地通信,发挥出系统中每个模块的作用,也只有软硬件互相配合才能发挥出控制器、传感器以及执行部件的各种功能,然后让系统可以迅速而稳定地实现水下机器人的控制。水下机器人常用的控制体系结构有四种,分别是分层式结构、包容式结构、分布式结构和混合结构。其中分层式结构和分[11]布式结构运用最为广泛,使用起来也比较可靠。

水下机器人ROV控制系统中的软硬件系统一般指的是水面监控平台、电源箱以及下机器人本体控制器这三个部分的软硬件。水面控制台是其中比较关键的一个组成部分,直接关系到能否有效的控制ROV在水底的活动状态。ROV水面控制系统是ROV不可或缺的一个重要部分,它负责对ROV的控制和终极反馈信息的显示。良好的水面控制台是好的ROV的基础,所以研究水面监控系统具有重要的意义,有了好的水面控制台,我们才能更好的控制ROV和利用ROV。

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