Morpheus：一种具有变形鳍与敏捷机动算法的 A 尺寸自主水下机器人
机器人学
2022-12-23 v1 系统与控制
系统与控制
流体动力学
摘要
我们设计并构建了一款 A 尺寸基础自主水下机器人(AUV)，并扩充了模块化和可扩展的硬件与软件栈，包括自主、导航、控制和高保真仿真能力（A 尺寸指标准声纳浮标外形尺寸，最大直径为 124 mm）。随后，我们用一种受金枪鱼启发的新型变形鳍载荷模块（称为 Morpheus AUV）扩展了该基础机器人，以实现良好的航向稳定性和卓越的机动性；这些特性对于刚性壳体 AUV 极为理想，但 presently 难以实现，因为它们提出了相互矛盾的要求。变形鳍载荷使基础 AUV 能够通过使用可按需展开、偏转和收回的变形鳍来动态改变其稳定性-机动性品质。基础机器人与 Morpheus AUV 均在美国马萨诸塞州查尔斯河进行了广泛的水下现场测试；在两年期间进行了数百小时的操作。评估了 Morpheus AUV 在使用与不使用变形鳍情况下的机动能力，以量化性能提升。Morpheus AUV 展现出约 25-35 度/秒的卓越转弯速率。通过使用变形鳍获得了约 35% - 50% 的最大转弯速率提升。
引用
@article{arxiv.2212.11692,
title = {Morpheus: An A-sized AUV with morphing fins and algorithms for agile maneuvering},
author = {Supun Randeni and Michael Sacarny and Michael Benjamin and Michael Triantafyllou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.11692},
year = {2022}
}
备注
20 pages, 18 figures