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小蔥講科技發布時間：01-1614:41開發海洋的能力不斷增強。現階段常用的水下機器人有三種，一種是載人運載器歸umanOccupied Vehicle, HOV)，比如我國的“蛟龍號”，這種潛水器的特點是操作員親臨現場，視野較好，易于操作機械手，但是乘員生命保障系統復雜、造價和運行成本昂貴，長時間作業能力受限;一種是有纜遙控型水下機器人(Remotely Operated Underwater Vehicle,ROV),靠臍帶纜和支持母船連接，臍帶纜傳輸電力、控制信號以及反饋信號等，由船上操作員使用控制手柄操作ROV執行任務。另外一種是無纜自治型水下機器人(AutonomousUnderwater Vehicle, AUV), AUV依靠自身的電池供電，聲學、圖像、慣性元件導航，能實現自主巡航，由于沒有臍帶纜限制，因此工作范圍更大。在海洋工程作業中，有纜遙控水下機器人及機械手系統是水下設施運維的主力。水下機器人在海洋工程和海洋科考領域有著廣泛的應用，典型任務有:海纜工程。海底石油管線需要進行定期的巡檢維護，常見的作業工程有:使用攝像頭進行管線檢查:陽極保護塊檢測等。海油工程。海上石油平臺導管架常規檢測。需要ROV完成的導管架常規檢測作業有使用攝像頭檢查導管架本體海生物附著情況;使用水下打磨刷進行海生物清理;使用超聲波探頭進行導管架本體厚度測量。 海洋科考。ROV通常自帶T形手柄取樣器，在到達目標海域后，由操作人員操作機械手，抓取取樣器，插入海底，取樣完畢后，拔出取樣器，并放回ROV上指定位置。目前有一大批面向海油工程以及科研探索的海洋工程企業，這些企業在海洋裝備方面有著豐富的經驗，比如美國的TechnipFMC, OCEANEERING等，主要負責制造生產海洋工程中需要用到的ROV，機械手，作業工具等。這些企業對有纜型水下作業系統有著豐富的技術積累，但是在實際工程中，利用ROV進行海洋工程作業時存在一定的風險，主要包括:1.對操作人員要求苛刻;2.臍帶纜限制作業范圍及作業時間;3.臍帶纜易纏繞;4.對水面支持母船要求高，往往需要母船具備動力定位系統和纜繩管理系統等。現階段，AUV主要應用于海底地形勘測，海洋考古，海洋搜救等，但目前主流的AUV往往只具備掃描觀察能力而沒有干預作業能力。綜上，現階段ROV具有較為完善的作業能力，但是受制于臍帶纜，很難實現大范圍作業;AUV不受臍帶纜的限制，適合搭載相應的傳感器進行大范圍掃描，但是作業能力較弱。目前世界各地海洋輸油管線綿延上萬公里，據統計僅墨西哥灣就有37000km的海底管道。據調研，我國在2013年就建成海底輸油管道6000km，但其中90%從建成后從未進行維護活動Ul，原因主要在于海底石油管道維護技術難度大，成本高。目前針對水下管線巡檢作業，常規巡檢方法是采用AUV進行大規模掃描，然后再讓ROV進入問題區域進行細致掃描及作業，但是作業型ROV運行成本高，作業風險大。因此，有研究機構提出采用無纜自治型水下機器人一機械手系統(Autonomous Underwater Vehicle-ManiplatorSystem, AUVMS)的形式，代替傳統的作業系統進行管線巡檢作業。這類系統無需復雜的作業母船支持，無臍帶纜纏繞風險，在進行大范圍巡檢作業同時，可以對泄露區域進行細致掃描甚至干預作業，相對于傳統系統，大大降低管線巡檢成本。為了實現高效率低成本海洋工程作業，水下自主作業技術逐漸成為現在最具挑戰的研究熱點，國內外各大海洋研究機構正在圍繞這一熱門研究方向開展深入的探索。因此本論文以水下管線巡檢機器人為研究背景，針對其核心技術協調規劃、控制問題開展一系列研究。

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