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基于NMPC的仿生海豚三维路径跟踪研究 被引量：1
1
作者 陈昭阳 陈宏 +1 位作者 付乐乐 巩伟杰 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期56-59,64,共5页
针对仿生机器海豚在水下三维路径跟踪过程中的参数时变、模型复杂与外界环境干扰等问题,研究了一种基于非线性模型预测控制(NMPC)的路径跟踪控制方法;算法采用模型预测和约束优化相结合的方式来求解控制量,使仿生机器海豚在具有强烈非... 针对仿生机器海豚在水下三维路径跟踪过程中的参数时变、模型复杂与外界环境干扰等问题,研究了一种基于非线性模型预测控制(NMPC)的路径跟踪控制方法;算法采用模型预测和约束优化相结合的方式来求解控制量,使仿生机器海豚在具有强烈非线性特点的三维环境下克服反步控制算法的速度跳变与超速问题,并能在满足控制约束的条件下有效完成路径跟踪任务;最终通过MATLAB仿真实验与实物实验,验证了跟踪算法在不同环境下的有效性。 展开更多
关键词 仿生机器海豚 三维路径跟踪 非线性模型预测控制 反步控制
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基于改进YOLOv5n的仿生海豚目标识别与跟踪方法
2
作者 曾广娟 陈宏 +1 位作者 陈昭阳 巩伟杰 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期93-96,100,共5页
针对仿生机器海豚水下识别与跟踪任务要求低延迟与高实时性等特点,提出一种基于改进YOLOv5n的仿生海豚目标识别与跟踪方法。该方法使用轻量化网络GhostNet替代原YOLOv5n的主干网络,从而减少算法网络结构的浮点运算次数,提升仿生海豚水... 针对仿生机器海豚水下识别与跟踪任务要求低延迟与高实时性等特点,提出一种基于改进YOLOv5n的仿生海豚目标识别与跟踪方法。该方法使用轻量化网络GhostNet替代原YOLOv5n的主干网络,从而减少算法网络结构的浮点运算次数,提升仿生海豚水下目标检测与识别的实时性与可靠性,并最终与DeepSORT跟踪算法融合,完成对识别目标的跟踪任务。仿真与实验结果表明:改进后的算法更加轻量化,且识别效率高,跟踪误差小,验证了算法在仿生海豚水下目标识别与跟踪任务中的可行性与高效性。 展开更多
关键词 仿生机器海豚 水下目标识别 YOLOv5n检测网络 目标跟踪
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基于尾鳍推进模型的三关节仿生机器海豚系统 被引量：6
3
作者 张磊 孟中杰 《兵工自动化》 2016年第12期72-77,共6页
为设计一种新型、游动效率高、可以实现沉浮运动的仿生机器人,以海豚为仿生对象,利用仿生学原理对基于尾鳍推进模型的三关节仿生机器海豚系统进行改进。研究海豚的背腹运动尾鳍推进模型,对原有模型中不便于工程实现的方面进行修正。在... 为设计一种新型、游动效率高、可以实现沉浮运动的仿生机器人,以海豚为仿生对象,利用仿生学原理对基于尾鳍推进模型的三关节仿生机器海豚系统进行改进。研究海豚的背腹运动尾鳍推进模型,对原有模型中不便于工程实现的方面进行修正。在验证修正后模型可行性的基础上,设计一种三关节柔性尾部加刚性头部的机械结构以及控制流程和配套的电路系统,对机器海豚的沉浮运动进行动力学分析,提出利用PID控制实现平面运动的方法,通过实验验证机器海豚沉浮运动和平面运动的可行性,并给出机器海豚游动速度和尾鳍摆动频率及尾鳍摆幅之间的关系。实验结果表明,基于尾鳍推进模型的机器海豚具有较高的效率和游动速度。 展开更多
关键词 机器海豚 仿生 尾鳍运动模型 机构设计 运动分析
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一种六自由度仿生机器海豚
4
作者 谭祖玮 张骋浩 +3 位作者 孙卓慧 高南 贾永霞 谢广明 《兵工自动化》 2022年第12期25-29,共5页
为提升机动性与灵活度,设计一种具有图像传输功能的六自由度仿生机器海豚。对机器海豚的刚性头部、偏航腰部和两关节俯仰尾部的四关节系统进行设计;采用Arduino Uno3单片机输出PWM信号控制7路舵机,制定电气系统控制方案和防水密封方案,... 为提升机动性与灵活度,设计一种具有图像传输功能的六自由度仿生机器海豚。对机器海豚的刚性头部、偏航腰部和两关节俯仰尾部的四关节系统进行设计;采用Arduino Uno3单片机输出PWM信号控制7路舵机,制定电气系统控制方案和防水密封方案,利用PS2手柄遥控机器海豚,通过尾部两关节上下摆动实现推进,腰部偏航关节实现转弯,舵机驱动配重块和一对单自由度的胸鳍实现俯仰姿态调节,通过实验验证方案的可行性。结果表明,该设计能实现机器海豚加减速前进、偏航、俯仰、原地转弯和双胸鳍拍水的运动姿态。 展开更多
关键词 机器海豚 仿生 背腹式推进 偏航 俯仰
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一种水下探测机器海豚设计
5
作者 吴浩然 刘雅雯 肖力 《价值工程》 2023年第15期122-124,共3页
本文以自然界海豚为原型,通过仿生设计一款机器海豚,设计的海豚可以在复杂危险的环境中巡航,依靠自身携带的摄像头和各种传感器对周围环境进行实时监测,应用于探索、调研以及保护鱼群等诸多领域.通过以模块化设计的思想将机器海豚分为... 本文以自然界海豚为原型,通过仿生设计一款机器海豚,设计的海豚可以在复杂危险的环境中巡航,依靠自身携带的摄像头和各种传感器对周围环境进行实时监测,应用于探索、调研以及保护鱼群等诸多领域.通过以模块化设计的思想将机器海豚分为五部分:头部机构、尾部正弦推进机构、重心调节机构、胸鳍机构以及尾部辅助机构,并通过对转向机构以及重心调节机构的设计,实现机器海豚的转向运动和仰俯运动,以适应机器海豚在未知的海洋领域进行探索任务. 展开更多
关键词 仿生 机器海豚 模块化设计 转向运动 仰俯运动
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