無人水面機器人

目錄
叢書前言一
叢書前言二
前言
1 緒論 1
1.1 水面機器人概念 1
1.2 水面機器人研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 水面機器人的關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀 2
1.2.2 國內(nèi)外主要的水面機器人產(chǎn)品 5
1.3 水面機器人技術(shù)展望 12
1.4 水面機器人的應(yīng)用 12
1.4.1 水面機器人民用領(lǐng)域的應(yīng)用 13
1.4.2 水面機器人軍用領(lǐng)域的應(yīng)用 14
參考文獻 15
2 水面機器人總體技術(shù) 17
2.1 水面機器人系統(tǒng)構(gòu)成與劃分 17
2.1.1 動力與推進系統(tǒng) 18
2.1.2 智能控制系統(tǒng) 34
2.1.3 環(huán)境感知系統(tǒng) 36
2.1.4 集成監(jiān)控系統(tǒng) 38
2.1.5 通信與導(dǎo)航系統(tǒng) 39
2.1.6 任務(wù)載荷系統(tǒng) 42
2.1.7 水面機器人的布放回收 50
2.2 水面機器人總體設(shè)計技術(shù) 54
2.2.1 設(shè)計原則、階段劃分、方法與流程 54
2.2.2 艇型設(shè)計 61
2.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 66
2.2.4 設(shè)計與應(yīng)用實例 70
參考文獻 85
3 水面機器人通信與導(dǎo)航技術(shù) 88
3.1 無線電通信技術(shù) 88
3.1.1 無線電通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成 88
3.1.2 無線電通信技術(shù)的發(fā)展趨勢 89
3.1.3 無線電通信在水面機器人領(lǐng)域的應(yīng)用 90
3.2 衛(wèi)星通信技術(shù) 90
3.2.1 衛(wèi)星通信的基本概況 90
3.2.2 衛(wèi)星通信的特點 91
3.2.3 衛(wèi)星通信的應(yīng)用 92
3.2.4 衛(wèi)星通信在水面機器人領(lǐng)域的應(yīng)用 92
3.3 衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù) 93
3.3.1 衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的基本概況 93
3.3.2 衛(wèi)星導(dǎo)航在水面機器人領(lǐng)域的應(yīng)用 95
3.4 天文導(dǎo)航技術(shù) 96
3.4.1 天文導(dǎo)航技術(shù)的特點 97
3.4.2 天文導(dǎo)航在軍事上的應(yīng)用 97
3.4.3 天文導(dǎo)航的發(fā)展趨勢 98
3.4.4 天文導(dǎo)航技術(shù)目前存在的問題 99
3.4.5 天文導(dǎo)航技術(shù)在水面機器人領(lǐng)域的應(yīng)用前景 100
3.5 組合導(dǎo)航技術(shù) 100
3.5.1 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的構(gòu)成 100
3.5.2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的原理 101
3.5.3 組合導(dǎo)航系統(tǒng)常用的導(dǎo)航濾波算法 102
3.5.4 組合導(dǎo)航在水面機器人領(lǐng)域的應(yīng)用 102
參考文獻 103
4 水面機器人航行控制技術(shù) 105
4.1 水面機器人航行仿真模型 105
4.2 無模型控制技術(shù) 109
4.2.1 PID控制 110
4.2.2 S面控制 114
4.2.3 仿真試驗 116
4.3 抗干擾控制技術(shù) 118
4.3.1 滑模控制 119
4.3.2 反步法 129
4.3.3 自抗擾控制 133
4.4 容錯控制技術(shù) 138
4.4.1 主動容錯控制 139
4.4.2 被動容錯控制 144
4.4.3 熱點與難點 147
參考文獻 148
5 水面機器人自主感知技術(shù) 152
5.1 雷達目標(biāo)感知技術(shù) 152
5.1.1 雷達目標(biāo)檢測技術(shù) 152
5.1.2 雷達目標(biāo)跟蹤技術(shù) 171
5.2 光學(xué)目標(biāo)感知技術(shù) 185
5.2.1 光學(xué)圖像預(yù)處理技術(shù) 186
5.2.2 光學(xué)目標(biāo)檢測跟蹤技術(shù) 203
5.2.3 光學(xué)目標(biāo)識別技術(shù) 206
參考文獻 210
6 水面環(huán)境建模技術(shù) 212
6.1 水面局部環(huán)境建模方法 212
6.2 多傳感器融合的模型改進方法 214
6.2.1 多傳感器立體標(biāo)定方法 214
6.2.2 多傳感器立體校正方法 221
6.2.3 多傳感器融合方法 227
參考文獻 230
7 自主決策與規(guī)劃技術(shù) 231
7.1 水面機器人自主性 231
7.1.1 無人系統(tǒng)自主性 231
7.1.2 水面機器人自主性等級的劃分及評價 232
7.2 水面機器人任務(wù)規(guī)劃 233
7.2.1 任務(wù)規(guī)劃類型 234
7.2.2 任務(wù)規(guī)劃特點 234
7.2.3 任務(wù)規(guī)劃方法 235
7.3 水面機器人路徑規(guī)劃 236
7.3.1 路徑規(guī)劃系統(tǒng) 237
7.3.2 路徑規(guī)劃方法 238
7.3.3 全局路徑規(guī)劃 246
7.3.4 局部路徑規(guī)劃 248
7.3.5 近域反應(yīng)式危險規(guī)避 254
參考文獻 271
8 水面機器人協(xié)同技術(shù) 273
8.1 水面機器人協(xié)同技術(shù)概述 273
8.1.1 水面機器人協(xié)同技術(shù)進展 273
8.1.2 水面機器人的協(xié)同任務(wù) 274
8.2 水面機器人智能集群協(xié)同作業(yè)技術(shù) 276
8.2.1 水面區(qū)域協(xié)同搜索技術(shù) 276
8.2.2 水面目標(biāo)協(xié)同圍捕技術(shù) 281
8.3 水面機器人編隊規(guī)劃技術(shù) 300
8.3.1 水面機器人全局編隊規(guī)劃技術(shù) 300
8.3.2 水面機器人編隊避碰規(guī)劃技術(shù) 312
8.3.3 水面機器人群編隊規(guī)劃流程 315
8.3.4 水面機器人編隊規(guī)劃仿真試驗 317
8.4 水面機器人編隊控制技術(shù) 321
8.4.1 水面機器人編隊系統(tǒng)組織方式 321
8.4.2 水面機器人編隊控制器結(jié)構(gòu) 324
8.4.3 水面機器人編隊控制器設(shè)計 327
8.4.4 水面機器人編隊控制仿真驗證 332
8.5 跨域多平臺協(xié)同技術(shù)展望 335
參考文獻 337
索引 341
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