DP-3级动力定位控制系统的体系结构

根据各船级社对深海作业的安全规范要求,完成了DP-3级动力定位控制系统的硬件与软件设计.详细阐述了DP-3级动力定位控制系统的硬件体系结构与软件体系结构的组成.针对动力定位各子系统所完成功能的不同,对控制系统的软件体系结构进行了应用层、实时层以及物理层的分层设计.为了对控制系统的软件逻辑、硬件体系、数据接口以及系统可靠性进行有效验证,采用实物仿真与虚拟仿真相结合的方法建立了DP-3级动力定位的半实物仿真系统.在半实物仿真系统上对某一深水钻井平台进行了动态模拟试验,仿真结果表明所设计的定位系统可以为动力定位控制系统方案设计的可行性以及控制方法的有效性提供测试环境,所设计的体系结构可为工程应用提供一定的参考.     

自主式水下机器人的光视觉管道探测跟踪系统

研究了自主式水下机器人（AUV）利用单目光视觉系统对水下管道的检测跟踪问题,对实现该方法的各个过程从硬件组成和软件体系结构两方面进行了阐述,从而完成了一整套水下光视觉系统的软、硬件设计. 分析了水下管道图像的特点,结合该特点阐述了图像预处理过程,提出了一种改进的Hough变换方法,改善了管道边界的提取效果. 同时采用管道参考区域预测方法,提高了管道的检测率以及实时性, 并利用水池试验对系统的可行性和有效性进行了验证.     

用于水下机器人智能路径规划的仿真器的建立

在水下机器人的设计和开发过程中有一个严重的限制问题,就是由于水下机器人工作在较深的水中,因此很难观察到水下机器人的运动情况。在测试智能路径规划的过程中,也遇到了这个问题。仿真器提供了一个虚拟的海洋环境,可以允许研究人员在实验室里方便的进行测试,并通过三维实时的图形场景对机器人的运动过程进行监控。仿真器同时还提供了对一些传感器的简单仿真,使智能路径规划的判断机制更加全面,从而更真实的模拟实际机器人的工作过程。     

院士箴言

~~院士箴言@徐玉如$中国工程院     

基于二维直方图和粒子群优化的边缘检测

针对基于二维直方图的分割方法存在计算耗时的缺点,将群体智能中的粒子群优化算法应用到图像分割中,提出了一种新的边缘检测算法。新方法在定义的二维灰度空间中,利用粒子群优化算法自适应搜索最优解,并以此作为边缘检测算子的门限,阈值变换后便可得到表示原图像主要特征的分割结果。通过对水下图像处理的实验证明,该算法对简单背景的图像分割是有效的,和传统检测方法相比,具有更好的抗噪性能。     

水下目标的特征提取及识别

针对水下成像的特殊性以及成像环境的复杂性,构造了基于区域矩的仿射变换不变量,以克服水下不确定因素给目标识别带来的困难。此外针对传统的BP神经网络存在收敛速度慢以及容易陷入局部极小值的缺点,引入粒子群算法对神经网络的学习训练进行优化。为了验证所提方法的有效性,对四类水下目标进行了特征提取以及神经网络识别实验。结果表明改进后的神经网络收敛速度快,并且获得了较高的识别准确率。     

水下机器人发展趋势

随着人类海洋开发的步伐不断加快,水下机器人技术作为人类探索海洋最重要的手段得到了空前的重视和发展。作者对水下机器人进行了定义与分类,介绍了近年来国内外水下机器人的发展现状与发展趋势,重点针对智能水下机器人的主要关键技术及未来发展方向进行了分析。