水下结构检测与作业ROV研制及导航方法研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-16页 |
| 1.2.1 ROV发展现状 | 第11-15页 |
| 1.2.2 ROV导航技术发展现状 | 第15-16页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第16-18页 |
| 第2章 水下机器人ROV总体方案与结构设计 | 第18-30页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 ROV总体方案设计 | 第18-20页 |
| 2.2.1 技术要求 | 第18-19页 |
| 2.2.2 总体结构组成 | 第19-20页 |
| 2.3 ROV本体结构设计 | 第20-25页 |
| 2.3.1 本体结构设计与布局 | 第20-21页 |
| 2.3.2 动力推进系统方案设计 | 第21-23页 |
| 2.3.3 载体框架设计 | 第23页 |
| 2.3.4 浮体的设计 | 第23-24页 |
| 2.3.5 电子耐压舱设计 | 第24页 |
| 2.3.6 水翼模块设计 | 第24-25页 |
| 2.4 ROV关键设备选型 | 第25-28页 |
| 2.4.1 推进器模块 | 第25-26页 |
| 2.4.2 机械臂模块 | 第26页 |
| 2.4.3 水下灯 | 第26-27页 |
| 2.4.4 水下云台摄像机 | 第27页 |
| 2.4.5 脐带缆 | 第27-28页 |
| 2.5 实体样机研制 | 第28-30页 |
| 第3章 水下机器人ROV控制系统设计与研制 | 第30-48页 |
| 3.1 ROV控制系统结构与原理 | 第30-31页 |
| 3.2 水面监控平台设计 | 第31-38页 |
| 3.2.1 水面控制箱设计 | 第32-34页 |
| 3.2.2 系统监控软件设计 | 第34-37页 |
| 3.2.3 电源箱 | 第37-38页 |
| 3.3 通讯接口方案 | 第38-44页 |
| 3.3.1 RS485简介 | 第38-39页 |
| 3.3.2 工控机与单片机通信 | 第39-41页 |
| 3.3.3 上下位机通信 | 第41-44页 |
| 3.4 水下控制器设计 | 第44-47页 |
| 3.4.1 ROV水下控制器结构与原理 | 第44-45页 |
| 3.4.2 导航和深度计模块 | 第45-47页 |
| 3.5 本章小结 | 第47-48页 |
| 第4章 水下机器人ROV导航方法研究 | 第48-72页 |
| 4.1 引言 | 第48-49页 |
| 4.2 惯性导航系统概述 | 第49-52页 |
| 4.2.1 常用坐标系 | 第49页 |
| 4.2.2 方向余弦矩阵 | 第49-51页 |
| 4.2.3 四元数 | 第51-52页 |
| 4.3 ROV微惯性导航分析 | 第52-59页 |
| 4.3.1 互补滤波原理 | 第52-53页 |
| 4.3.2 四元数微分方程 | 第53-54页 |
| 4.3.3 等效旋转矢量法 | 第54页 |
| 4.3.4 渐消记忆指数加权的自适应卡尔曼滤波 | 第54-55页 |
| 4.3.5 ROV导航算法水池实验 | 第55-58页 |
| 4.3.6 自适应卡尔曼滤波算法水池实验 | 第58-59页 |
| 4.4 HDR算法 | 第59-64页 |
| 4.4.1 MEMS陀螺仪误差和HDR算法 | 第59-62页 |
| 4.4.2 Allan方差 | 第62-64页 |
| 4.5 改进CEEMD算法 | 第64-71页 |
| 4.5.1 MEMS陀螺仪噪声原理 | 第65-66页 |
| 4.5.2 MEMS陀螺仪噪声模型 | 第66页 |
| 4.5.3 CEEMD分解 | 第66-67页 |
| 4.5.4 相关性分析 | 第67-68页 |
| 4.5.5 基于相关性重构的CEEMD去躁 | 第68-71页 |
| 4.6 总结 | 第71-72页 |
| 第5章 水下机器人ROV陆上和水池测试 | 第72-80页 |
| 5.1 ROV陆上测试 | 第72-75页 |
| 5.1.1 软件测试 | 第72-73页 |
| 5.1.2 性能测试 | 第73-75页 |
| 5.2 ROV水池实验 | 第75-79页 |
| 5.2.1 功能实验 | 第76-79页 |
| 5.3 本章小结 | 第79-80页 |
| 总结与展望 | 第80-82页 |
| 参考文献 | 第82-86页 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务和主要成果 | 第86-88页 |
| 致谢 | 第88页 |
