水下机器人ROV.ppt

水下机器人，通常被称为ROV（Remotely Operated Vehicle），是一种能够在水下移动、具有视觉和感知系统、可以通过远程操控或自主运行的设备。它主要用于替代或辅助人类执行水下作业任务，如海洋探索、水下维修、深海考古等。水下机器人的主要特点包括：可移动性、感知环境的能力、执行任务所需的机械结构以及自主或半自主的操作方式。 水下机器人根据功能和应用可以分为多个类别，例如观测型ROV用于水下观察和调查，作业型ROV配备有机械臂进行水下操作，还有搜索救援型ROV用于特殊搜救任务。此外，关键技术包括能源技术（确保长时间工作）、精确定位技术（确保准确导航）、零可见度导航技术（在能见度低的环境下操作）、材料技术（应对水压和腐蚀）、作业技术（如切割、抓取等）、声学技术（用于水下通信和探测）、智能技术（实现自主决策）以及回收技术（确保机器人安全返回）。 水下机器人的结构主要包括载体结构、推进模式、动力供应、密封和耐压设计以及防腐技术。载体结构决定了机器人的形状和承载能力；推进模式关乎机器人的运动方式，如螺旋桨推进或喷射推进；动力供应需考虑水下的特殊环境，可能包括电池、燃料电池或者水下发电机；密封和耐压设计确保机器人在深海压力下仍能正常工作；防腐技术则用于保护机器人免受海水侵蚀。 水下机器人的控制系统通常分为遥控型、自治型和监控型。遥控型ROV由水面控制设备通过电缆传输指令；自治型ROV能够自主规划和执行任务，无需实时人工干预；监控型介于两者之间，可在一定范围内自动操作，同时允许远程控制。控制系统的底层结构对于有缆和无缆ROV来说是相似的，区别在于高层控制策略。有缆ROV通过脐带电缆传输信息和动力，而无缆或AUV（Autonomous Underwater Vehicle）则依赖预编程的任务指令和内部传感器进行导航和控制。 随着计算机技术的不断发展，ROV的控制技术也在不断进步，如多媒体技术、现场感技术、虚拟现实技术等被应用于提高操作的直观性和效率。然而，有缆ROV的局限性，如活动范围受限、增加水面设备成本以及在复杂环境中的安全隐患，促进了无缆AUV技术的发展。AUV的控制问题涉及到机器视觉、环境建模、决策规划等多个领域，这些技术的进步使得水下机器人在水下作业中的独立性和适应性大大增强。