水下作业系统——绪论.ppt

绪论 冯正平 zfeng@sjtu.edu.cn1 海洋简介 海洋简介 总面积：3.6亿平方公里（ 〉70%地表） 平均深度：3800米 最大深度：10911米（马里亚纳海沟） 海洋是人类可持续发展的宝贵财富 生物资源：鱼类（2万/16万,1500,1000:1） 海藻类 矿物资源：石油和天然气海底沉积物 多金属结核（锰铁钴镍铜） 硫化物（死火山） 富钴结壳 海洋能源：潮汐能（日月引力） 小波浪能（航标灯） 热能（海水温差） 3.1 ROV 有缆无人潜水器 遥控潜水器（Remotely Operated Vehicle） 系统组成： 支持母船：收放与操控平台 脐带：传输动力；通信媒介 ROV：带观通仪器+作业机械手 （TMS： 大深度缆中继器) ROV 例1：Falcon ROV ROV 例2：ISIS ROV 3.2 AUV 无缆无人潜水器（自治式潜水器） Autonomous Underwater Vehicle 系统特点：自带能源（电池） 一般仅具观测能力 流线型外形（减小流阻） 具有高程度机载智能 （定位+导航+控制） AUV 例1：REMUS AUV AUV 例2：Autosub AUV 3.3 ROV vs AUV ROV 优点 可进行长时间大功率作业 可以实时获取原位信息 AUV 优点 不需要庞大的水面支持设备 无缆的牵制（作业范围大） 受海况的影响小 3.4 无人潜水器在扫雷中的应用 例1——挪威Hugin Hugin扫雷验证演习过程 监控作业 扫雷舰跟踪Hugin轨迹数百米（声通讯）； 实时数据传输：海底立体图像+环境数据（温度，声速，海流）； 课程主要内容 海洋基础知识 无人水下作业任务 水下运载器关键技术 能源 材料 承压密封 水下观察与探测 水下导航与定位 水下通讯 水下运载器动力学与运动控制 水下作业工具 机械手 专用作业工具 水下作业系统演示实验 成绩构成:考试70%+平时30% 参考书籍(电子版)： 1)《 Operational Effectiveness of Unmanned Underwater Systems 》 2)《Guidance and Control of Ocean Vehicles》 目前的排雷措施 　１）直升机：拖拉诱饵（磁，声及压力）引爆水雷； 　　２）直升机＋扫雷舰：直升机拖拉锚链切割装置，扫雷舰收集上浮雷； 　　３）扫雷舰＋ROV：ROV传输图像至操纵人员，再遥控机械手（切断锚链或放置炸药于沉底雷旁） 发展趋势—用AUV取代直升机和扫雷舰 AUV扫雷的优点 1）高质量数据 可以贴近海底航行（复杂地形跟踪），使所载传感器采集到高分辨率的数据，从而获得高清晰海底图像； 2）低成本 执行任务过程中，无需母船支持； 无需缆管理； 快速水下航行； 3）隐蔽性好 快速水雷有哪些信誉好的足球投注网站 确定特定海域是否布有水雷 有哪些信誉好的足球投注网站速度：2-5km^2/h（Hugin) 不受深度限制（锚雷及沉底雷） 快速水雷分类及定位 速度：0.5-4km^2/h 沉底雷—高分辨率海底成像（合成孔径声纳） 锚雷---容积有哪些信誉好的足球投注网站声纳 多波速测高声纳 自主作业 母舰停止前进，Hugin继续前进1.5海里（预编程）； 水雷有哪些信誉好的足球投注网站：速度为3节，高度为15米进入雷区 （2个“Manta” 及2个“MP80”被布置在1000m*300m*200m 的区域） 与母舰回合 扫雷舰在Hugin预定回归路径上等待； 重新建立声通讯； Hugin启动上升程序； 到表面后，Hugin激活GPS接收器及无线通讯，向扫雷舰报告位置（1次/秒）； 回收 数据处理 从Hugin数据记录硬盘下载数据； 目标识别算法进行辨认。 监控状态时的实时海底图像 自主有哪些信誉好的足球投注网站时的“雷区“图像（非实时） 直升机拖曳声纳有哪些信誉好的足球投注网站 利用Blufin进行水下有哪些信誉好的足球投注网站 数据质量比较： 稳定且安静，数据质量近乎完美 例2——美国Bluefin * * 水下作业系统之一 海洋简介 水下作业系统简介 无人潜水器简介 有缆无人潜水器(ROV) 无缆无人潜水器(AUV) 无人潜水器在扫雷中的应用 课程主要内容 主要内容 人类对海洋的认识现状 海洋自然条件：海面惊涛骇浪