基于FPV技术的观测型ROV系统设计

发布时间：2017-12-15 06:19

  本文关键词：基于FPV技术的观测型ROV系统设计

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【摘要】：21世纪是海洋的世纪，这个占据地球表面积71%的空间系统，蕴含了丰富的生物和矿产资源。近年来，随着陆地上不可再生资源的大量消耗和日益枯竭，人类对海洋资源的开发利用越来越重视，海底开发利用的第一步就是海底探测。水下遥控运载器ROV（Remote Operated Vehicle），作为一种新型水下探测工具，具有结构相对简单，经济性和环境适应性好，作业效率高，下水出水灵活性高等优点，近年来受到人们的重视并得到迅速发展。随着功能性和可靠性的迅速提升，ROV已经被广泛地应用于近海环境监测，海洋资源开发，水底地貌测绘及地质勘探等各项科学研究中。 论文首先介绍了ROV的产生和发展现状，分析比较目前世界各国先进的ROV技术，学习了它们的系统功能和设计思路，进而引出我们实验室设计的新型观测型ROV，详细讲述了ROV的设计思路。ROV通常是由一个操纵杆和LCD显示屏幕操作，从显示器上获得水下图像信息和原始的传感器数据，操作者需要从屏幕上不同的位置分别获得水下图像和ROV的工作状态信息。 基于这种现状本文提出了一种新型的ROV设计，将航空拍摄领域的FPV（第一人称视角）思维应用于传统的ROV显示系统。在一个屏幕上，比如：速度，深度，电量，俯仰角，侧倾角，旋转角，GPS（如果ROV漂浮在水面上）等来自ROV的信息将会被加入进来，使得操作者在观测水下图像的同时准确获得ROV的各项状态信息，可以更有效的操作ROV，获得更好的操作体验。 除此之外，ROV都是无人潜水器，通过一条外包钢索的特殊线缆与水面母船相连，其一举一动都由母船操控，指令通过缆索内的光纤传至海底。不仅如此，缆索也为ROV供电，可以说是ROV的生命线，因此被称为脐带缆。 ROV最怕脐带断裂。风浪中，母船上下起伏剧烈，不断拉扯缆索。过去，因为脐带被扯断，ROV失踪的情况在国际上多次发生。为了应对这种紧急情况，我们还将应用一个GPS-GPRS定位模块，在ROV故障或者线缆断裂时ROV能够自动上浮，这时可以通过GPRS网络和GPS定位系统组合获得ROV的位置，及时回收造价高昂的ROV系统。 每个模块经过独立实验验证这套配备GPS-GPRS定位功能的FPV-ROV系统可以直观地获取水下多维的信息并拥有良好的视觉体验，，并且通过GPS-GPRS模块，在紧急情况时，ROV的GPS定位信息可以发送到操作者的手机上。由于项目时间紧张，ROV系统的整体调试还在进行当中。 最后，本文对研究设计过程进行了总结，展望了下一步设计方向和思路。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P715.5

【参考文献】

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本文编号：1290939