目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 機器人的定義與分類 2
1.2.1 機器人的定義 2
1.2.2 機器人的分類 3
1.3 海洋機器人的定義與分類 9
1.3.1 水面機器人的定義與分類 10
1.3.2 水下機器人的定義與分類 10
1.4 典型海洋機器人實例 14
1.5 思考題 17
參考文獻 17
第2章 海洋機器人發(fā)展概述 18
2.1 海洋機器人發(fā)展簡史 18
2.1.1 水面機器人發(fā)展簡史 18
2.1.2 水下機器人發(fā)展簡史 21
2.2 海洋機器人應(yīng)用前景 25
2.2.1 水面機器人應(yīng)用前景 25
2.2.2 水下機器人應(yīng)用前景 27
2.3 思考題 32
參考文獻 33
第3章 海洋機器人系統(tǒng)構(gòu)成 34
3.1 水面機器人系統(tǒng)構(gòu)成 34
3.1.1 動力與推進系統(tǒng) 34
3.1.2 智能控制系統(tǒng) 45
3.1.3 環(huán)境感知系統(tǒng) 46
3.1.4 集成監(jiān)控系統(tǒng) 48
3.1.5 通信與導航系統(tǒng) 49
3.1.6 任務(wù)載荷系統(tǒng) 52
3.1.7 水面機器人的布放回收 56
3.2 水下機器人系統(tǒng)構(gòu)成 58
3.2.1 智能規(guī)劃與運動控制系統(tǒng) 59
3.2.2 導航定位系統(tǒng) 61
3.2.3 能源系統(tǒng) 63
3.2.4 推進與操縱系統(tǒng) 66
3.2.5 通信系統(tǒng) 69
3.2.6 任務(wù)載荷系統(tǒng) 71
3.2.7 水面監(jiān)控系統(tǒng) 73
3.3 思考題 74
參考文獻 74
第4章 海洋機器人載體系統(tǒng)與技術(shù) 76
4.1 水面機器人載體 76
4.1.1 載體及特點 76
4.1.2 載體結(jié)構(gòu) 88
4.2 水下機器人載體 91
4.2.1 水下機器人總體外形 91
4.2.2 載體結(jié)構(gòu) 94
4.3 計算機輔助載體設(shè)計方法 102
4.3.1 結(jié)構(gòu)三維建模 102
4.3.2 結(jié)構(gòu)有限元分析 105
4.3.3 虛擬樣機技術(shù) 109
4.4 思考題 109
參考文獻 110
第5章 海洋機器人環(huán)境感知技術(shù) 111
5.1 水面機器人環(huán)境感知技術(shù) 111
5.1.1 雷達目標感知技術(shù) 111
5.1.2 光學目標感知技術(shù) 120
5.2 水下機器人環(huán)境感知技術(shù) 125
5.2.1 聲學目標感知技術(shù) 125
5.2.2 光學目標感知技術(shù) 130
5.3 思考題 136
參考文獻 136
第6章 海洋機器人運動控制技術(shù) 138
6.1 海洋機器人運動模型 138
6.1.1 水面機器人運動模型 138
6.1.2 水下機器人運動模型 140
6.2 海洋機器人控制技術(shù) 141
6.2.1 無模型控制技術(shù) 141
6.2.2 抗干擾控制技術(shù) 143
6.2.3 容錯控制技術(shù) 152
6.3 思考題 156
參考文獻 156
第7章 海洋機器人自主決策與規(guī)劃技術(shù) 159
7.1 海洋機器人任務(wù)決策 159
7.1.1 任務(wù)決策類型 159
7.1.2 任務(wù)決策方法 160
7.2 海洋機器人路徑規(guī)劃 164
7.2.1 全局路徑規(guī)劃 164
7.2.2 局部路徑規(guī)劃 167
7.3 思考題 169
參考文獻 170
第8章 海洋機器人通信與導航技術(shù) 171
8.1 無線電通信技術(shù) 171
8.1.1 無線電通信技術(shù)的基本構(gòu)成 171
8.1.2 無線電通信技術(shù)的發(fā)展趨勢 172
8.1.3 無線電通信技術(shù)在海洋機器人領(lǐng)域的應(yīng)用 172
8.2 衛(wèi)星通信技術(shù) 173
8.2.1 衛(wèi)星通信技術(shù)的基本概況 173
8.2.2 衛(wèi)星通信技術(shù)的特點 173
8.2.3 衛(wèi)星通信技術(shù)在海洋機器人領(lǐng)域的應(yīng)用 174
8.3 衛(wèi)星導航技術(shù) 175
8.3.1 衛(wèi)星導航技術(shù)的基本概況 175
8.3.2 衛(wèi)星導航技術(shù)在海洋機器人領(lǐng)域的應(yīng)用 176
8.4 天文導航技術(shù) 177
8.4.1 天文導航技術(shù)的特點 178
8.4.2 天文導航技術(shù)在軍事上的應(yīng)用 179
8.4.3 天文導航技術(shù)的發(fā)展趨勢 179
8.4.4 天文導航技術(shù)目前存在的問題 180
8.4.5 天文導航技術(shù)在海洋機器人領(lǐng)域的應(yīng)用 181
8.5 組合導航技術(shù) 181
8.5.1 組合導航技術(shù)的構(gòu)成 181
8.5.2 組合導航技術(shù)的原理 182
8.5.3 組合導航技術(shù)常用的導航濾波算法 182
8.5.4 組合導航技術(shù)在海洋機器人領(lǐng)域的應(yīng)用 183
8.6 思考題 183
參考文獻 184