水下機器人水下機器人什么是水下機器人？水下機器人也稱無人遙控潛水器，是一種工作于水下的極限作業(yè)機器人。水下環(huán)境惡劣危險，人的潛水深度有限，所以水下機器人已成為開發(fā)海洋的重要工具。無人遙控潛水器主要有，有纜遙控潛水器和無纜遙控潛水器兩種，其中有纜避控潛水器又分為水中自航式、拖航式和能在海底結構物上爬行式三種發(fā)展歷程第一階段第二階段第三階段第一階段從1953年至1974年為第一階段，主要進行潛水器的研制和早期的開發(fā)工作。先后研制出20多艘潛水器。其中美國的CURV系統(tǒng)在西班牙海成功地回收一枚氫彈，引起世界各國的重視。1953年第一艘無人遙控潛水器問世，到1974年的20年里，全世界共研制了20艘無人遙控潛水器。特別是1974年以后，由于海洋油氣業(yè)的迅速發(fā)展，無人遙控潛水器也得到飛速發(fā)展。第二階段無人有纜潛水器的研制80年代進入了較快的發(fā)展時期。1975至1985年是遙控潛水器大發(fā)展時期。到1981年，無人遙控潛水器發(fā)展到了400余艘，其中90%以上是直接；或間接為海洋石油開采業(yè)服務的。海洋石油和天然氣開發(fā)的需要，推動了潛水器理論和應用的研究，潛水器的數量和種類都有顯著地增長。載人潛水器和無人遙控潛水器（包括有纜遙控潛水器、水底爬行潛水器、拖航潛水器、無纜潛水器）在海洋調查、海洋石油開發(fā)、救撈等方面發(fā)揮了較大的作用。第三階段1985年，潛水器又進入一個新的發(fā)展時期。80年代以來，中國也開展了水下機器人的研究和開發(fā)，研制出

美國的魚雷型機器人“海人”1號(HR-1)水下機器人，成功地進行水下實驗。[2]1988年，無人遙控潛水器又得到長足發(fā)展，猛增到958艘，比1981年增加了110%。[3]這個時期增加的潛水器多數為有纜遙控潛水器，大約為800艘上下，其中420余艘是直接為海上池氣開采用的。無人無纜潛水器的發(fā)展相對慢一些，只研制出26艘，其中工業(yè)用的儀8艘，其他的均用于軍事和科學研究。另外，載人和無人混合理潛水器在這個時期也得到發(fā)展，已經研制出32艘，其中28艘用于工業(yè)服務。

結構功能典型的遙控潛水器是由水面設備（包括操縱控制臺、電纜絞車、吊放設備、供電系統(tǒng)等）和水下設備（包括中繼器和潛水器本體）組成。潛水器本體在水下靠推進器運動，本體上裝有觀測設備（攝像機、照相機、照明燈等）和作業(yè)設備（機械手、切割器、清洗器等）。結構功能潛水器的水下運動和作業(yè)，是由操作員在水面母艦上控制和監(jiān)視?？侩娎|向本體提供動力和交換信息。中繼器可減少電纜對本體運動的干擾。新型潛水器從簡單的遙控式向監(jiān)控式發(fā)展，即由母艦計算機和潛水器本體計算機實行遞階控制，它能對觀測信息進行加工，建立環(huán)境和內部狀態(tài)模型。操作人員通過人機交互系統(tǒng)以面向過程的抽象符號或語言下達命令，并接受經計算機加工處理的信息，對潛水器的運行和動作過程進行監(jiān)視并排除故障。開始研制智能水下機器人系統(tǒng)。操作人員僅下達總任務，機器人就能根據識別和分析環(huán)境，自動規(guī)劃行動、回避障礙、自主地完成指定任務。結構功能無人有纜潛水器的發(fā)展趨勢有以下優(yōu)點：一是水深普遍在6000米；二是操縱控制系統(tǒng)多采用大容量計算機，實施處理資料和進行數字控制；三是潛水器上的機械手采用多功能力反饋監(jiān)控系統(tǒng)：四是增加推進器的數量與功率，以提高其頂流作業(yè)的能力和操縱性能。此外，還特別注意潛水器的小型化和提高其觀察能力。優(yōu)缺點優(yōu)點水下機器人可在高度危險環(huán)境、被污染環(huán)境以及零可見度的水域代替人工在水下長時間作業(yè)，水下機器人上一般配備聲吶系統(tǒng)、攝像機、照明燈和機械臂等裝置，能提供實時視頻、聲吶圖像，機械臂能抓起重物，水下機器人在石油開發(fā)、海事執(zhí)法取證、科學研究和軍事等領域得到廣泛應用。優(yōu)缺點缺點由于水下機器人運行的環(huán)境復雜，水聲信號的噪聲大，而各種水聲傳感器普遍存在精度較差、跳變頻繁的缺點，因此水下機器人運動控制系統(tǒng)中，濾波技術顯得極為重要。水下機器人運動控制中普遍采用的位置傳感器為短基線或長基線水聲定位系統(tǒng)，速度傳感器為多普勒速度計會影響