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夏威夷大学马诺亚
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  • 提供配置文件
  • SAUVIM自1997年在马诺亚夏威夷大学启动2001年,该项目分三大实体,通过学术界(自治系统实验室、夏威夷大学Manoa)、本地产业(海洋自治系统工程-MASE,夏威夷小商行)和政府研究实体(Newport Naval海底战争中心-NUWC)之间的技术转让促进协作
产品组合

  • 概论

  • 许多水下干预任务如今使用载人潜水器或远程操作车辆执行自主水下车辆大都用于测量应用低带宽和声波海底通信所固有的严重延迟是远程操作操作系统的巨大障碍,使远程控制器无法及时对问题作出反应。结果,只有少数AV安装操作器用于水下干预

    SAUVIM(Semi自主水下任务)开发是为了解决这项挑战性任务今日它是最先自控水下飞行器之一

    SAUVIM没有物理联系,也没有人居住,允许干预危险区,如深海、任务检索危险物体或分类区

    关键元素水下干预 SAUVIM执行 自主操作这是一项挑战性技术里程碑,指机器人系统执行干预任务的能力,需要与非结构化环境进行物理接触而不持续由人监督

  • 车厢

  • SAUVIM环绕开框结构建构,并伴有洪泛复合集成六套铝压力容器安装电子设备,已对其进行研究以促进高深度升级

    八推送器控制它运动 环绕质量中心四轮垂直移动Z轴内架横向推送器移动Y轴车辆双向架起横向推送器移动X轴式车辆

    下框架机房只装NI-MH电池盒,上框架机主有六条柱状压力容器中所有基本电子设备、视觉硬件、导航和任务传感器

    • 车辆

    • 车辆

    • 电力源

    • SAUVIM使用数家NI-MH银行用电池电源运行

  • TechnoLGY:控制架构

    • SAUVIM平台架构规划开发,重点是自主和全球信息共享

      SAUVIM使用高层次(或任务控制)和低层次(或车辆控制)精确作用分离分离程序已经实现,并配有自主系统专用软件环境任务控制系统是一个软件模拟CPU操作自定义编程语言(SPL、Sauvim编程语言),专为同时简化高层操作和代数操作而创建

      因为它是一个软件模拟CPU系统,可编译入主车计算机内,同时保持任务控制与车辆控制[前座]之间的虚拟分离硬件位于抽象层内,全语言很容易重新适应不同的硬件层,并给界面程序精确标准规范

      导航控制器计算架构由VME操作系统托管PC104系统运行的其他分布式模块(如传感器服务器)

  • xBus:水下数据网

    • SAUVIM使用客户服务器方法向分布式模块发送信息

      各子系统嵌入定制TCP-IP客户端-服务器通信系统在此架构内,每个服务器都可点播请求信息给数个客户,而这种配置允许不同使用带宽,因为每一项数据仅按需播送

      允许数据技术介于多AUV系统

  • 感知水下世界

  • 自主操作系统与远程操作机器人不同,机器人必须能够通过广泛使用传感器数据处理对环境采取行动和响应感知系统是AUV干预中最关键部分

    SAUVIM为获取这些干预能力配备了一套最先进水下传感器,最终感知各类重要信息(定位、定向、速度、深度、底部剖面图、声像图象、目标识别和带光学摄像头、声波跟踪器等位置)。

    设备大大提高SAUVIM可能执行操作的潜在值,从革命水下声学图像映射到最具挑战性干预任务

    • 位置传感器

    • SAUVIM从不同传感器源收集导航数据
      • DGPS数据.dGPS传感器位置绝对性,精度约一米
      • DVL数据.DVL提供精确速度底部但这些速度必须主要使用标题信息整合
      • 深度传感器.深度传感器测量水压信息深度,精度视范围而定
      • PHINS系统.PHINS是一个惯性导航系统,提供真实标题、姿态、速度和位置PHINS内含高惯性心脏,基础是Fiber-Optic热波器和嵌入式数字信号处理器,该处理器运行卡尔曼滤波器专为海洋应用开发PHINS卡尔曼滤波为表面对齐目的持有GPS混合

    • DYSON声学图像

    • SAUVIM任务中最重要的目标之一是在许多不同环境中确定环境和目标的能力

      我们用DADSON声纳处理该问题,该声纳大都用于中程探索和目标识别及定位

      目标识别
      SAUVIM的另一个重要特征是能识别已知水下物体并定位引导飞行器接近此类目标内含识别已知水下对象,计算其绝对位置并使用SAUVIM导航控制循环中的此信息,使飞行器可自主移动到检测目标

    • ImaGENEX声纳

    • SAUVIM使用IMAGENEX881高性能段扫描仪进行水下遥感

      声纳还协同DADSON制作高度场背景映射DADSON图像

    • 目标定位

    • 干预任务最难处理的方面之一是目标识别和定位

      本地化子系统是对SAUVIM自主操作能力的主要支持,通过使用和封装不同技术(代用和光学技术)实现,以保证适当范围依赖性、可靠性、精度和精度SAUVIMAV交换机通过三大感知法获取可靠数据

      远程(超过25米)375KHz图像声纳用于初始对象搜索本射程精度仅指向目标区

      中程(2-25m)DADSON声纳用于对象识别和车辆定位相位车辆必须定位 才能将目标限制在操作工作空间

      最后,当目标在操作者工作空间内时,使用短程高精度传感器执行实际干预任务目标实现时同时使用水下摄像头和超声波跟踪器,用于检索操作任务期间目标实时6DOF位置
      设备使用高频声波跟踪超声波接收器目标数组固定位置4发报机目标4发报机可用以确定6DF通用位置(旋转翻译)

    • 目标检测视频处理

    • SAUVIM系统的另一个特征是使用视频处理目标定位
      目标实现时使用机手腕上摄像头和专用视频处理系统

      系统能处理约10框架秒数,高到锁定并跟踪目标,万一目标相对移动车辆

    • xSense超声波跟踪器

    • SAUVIM使用新传感器定位:超声波跟踪器在泛操作任务中检索目标实时6DOF位置

      实现设备使用高频声波跟踪包含数组超声波接收器的探针4发报机固定位置并有4个接收器可用来确定6DOF通用位置(旋转翻译)。

      水声定位参比系统设置主要为导航目的提供定位信息,精度面向导航任务需求HPR系统包括超或超短基线(USBL或SSBL)、长基线(LBL)和短基线(SBL)。上系统提供的信息通常优于导航目的,但通常不足以测量机器人干预任务目标位置水下机器人干预最突出特征如下:
      • 精确性通常机器人任务可能需要高度一致性量测实值,往往按毫米排序
      • 信息发布机器人任务需要完全知道主框架目标六大位置(旋转翻译)(HPR系统往往只提供笛卡尔位置)。
      • 大小问题测量探针必须小小以避免与目标交互问题
        水下跟踪技术也可以在不同情况下使用,例如精密车辆对接/拆卸程序SAUVIMxSense设备由Giacomo Marani设计,可实现精度超过大多数水下任务精度,如下图所示,1000测量值平均值分布