面向遥自主的遥控水下机器人与水下作业技术

本书为海洋科技出版工程系列图书，系统讲述了ROV的控制系统、仿真系统、推进系统与水下作业技术。 全书分为四部分共14章。第一部分为ROV基础篇，主要介绍ROV的发展、水下机器人的遥自主技术发展现状、ROV的应用及意义、ROV的建模与分析；第二部分为观察级ROV，主要介绍观察级ROV的控制系统、控制算法研究、推进器故障诊断和容错控制；第三部分为作业级ROV，主要介绍作业级ROV的运动控制系统及运动仿真、推进系统分析及推力分配方法、液压推进器动力学建模及推力控制方法、液压系统建模及水下作业仿真、ROV的收放系统；第四部分为ROV的遥自主技术，主要介绍基于深度学习的水下机器人目标识别技术、目标测距技术、目标跟踪技术，以及水下机器人遥自主作业控制实例。 本书介绍了很多国内外先进的研究成果，并结合大量实例描述ROV水下作业，具有先进性、前瞻性、系统性等特点，可为机器人和ROV领域的科研人员、教师、爱好者提供借鉴和参考。

第一篇 ROV基础篇
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 ROV发展综述
1.3 水下机器人的遥自主技术发展现状综述
1.4 ROV的应用和意义
第2章 ROV的建模与分析
2.1 引言
2.2 ROV的运动学模型
2.3 ROV的受力模型分析
2.4 ROV的动力学模型
2.5 ROV空间操纵运动方程
2.6 小结
第二篇 观察级ROV
第3章 观察级ROV的控制系统
3.1 引言
3.2 ROV的初步设计
3.3 ROV的控制系统结构
3.4 ROV的水面控制系统
3.5 ROV的底层嵌入式控制系统
3.6 水下机器人的遥自主控制体系结构
3.7 小结
第4章 观察级ROV的控制算法研究
4.1 引言
4.2 S面控制器
4.3 模糊神经网络控制
4.4 基于扩展函数的递归模糊神经网络控制器
4.5 试验结果与比较
4.6 小结
第5章 观察级ROV的推进器故障诊断和容错控制
5.1 引言
5.2 推进器的布置和建模
5.3 推进器的故障诊断
5.4 推进器的容错控制
5.5 仿真和试验结果
5.6 小结
第三篇 作业级ROV
第6章 作业级ROV运动控制系统分析及运动仿真
6.1 引言
6.2 作业级ROV控制功能分析
6.3 作业级ROV运动控制系统设计
6.4 作业级ROV运动响应分析
6.5 作业级ROV动力定位动态仿真
6.6 小结
第7章 作业级ROV推进系统分析及推力分配方法
7.1 引言
7.2 作业级ROV推进系统数学建模
7.3 过驱动矢量推进ROV的推力分配仿真
7.4 直接逻辑方法的推力分配仿真
7.5 伪逆推力方法的推力分配仿真
7.6 四种推力分配方法消耗功率对比
7.7 小结
第8章 液压推进器动力学建模及推力控制方法
8.1 引言
8.2 考虑推进器推力约束的ROV推力控制系统
8.3 电液伺服阀控制液压推进器动力学建模
8.4 伺服阀控制液压马达及螺旋桨的仿真模型
8.5 考虑液压推进器的作业级ROV运动控制仿真
8.6 小结
第9章 ROV液压系统建模及水下作业仿真
9.1 引言
9.2 ROV液压系统的组成及控制原理
9.3 基于AMESim的ROV液压系统建模与仿真
9.4 ROV液压系统的AME建模
9.5 联合仿真模型的建立
9.6 运动工况仿真分析
9.7 机械手作业工况仿真分析
9.8 不同参数对系统性能的影响
9.9 小结
第10章 ROV的收放系统
10.1 引言
10.2 A型架收放系统的机构
10.3 A型架收放系统的控制系统
lO.4 中继器
10.5 小结
第四篇 ROV的遥自主技术
第11章 基于深度学习的水下机器人目标识别技术
11.1 引言
11.2 Faster R-CNN深度学习目标识别方法
11.3 样本不足条件下数据增广方法
11.4 小目标的智能识别方法
11.5 小结
第12章 水下机器人的目标测距技术
12.1 引言
12.2 水下摄像机的标定方法
12.3 改进的SI兀’立体匹配算法
12.4 区域生长算法生成视差图
12.5 实验结果分析
12.6 小结
第13章 水下机器人目标跟踪技术
13.1 引言
13.2 Camerashift目标跟踪方法
13.3 基于核化相关滤波的高速目标跟踪算法
13.4 水下机器人遥自主目标跟踪的实验结果
13.5 小结
第14章 水下机器人遥自主作业控制实例
14.1 引言
14.2 遥自主水下机器人的手艇协调运动轨迹规划
14.3 遥自主水下机器人的手艇协调运动控制
14.4 水下机器人遥自主目标抓取作业试验
14.5 小结
参考文献