海洋中蕴含着丰富资源,随着陆地资源日渐枯竭,海洋也逐渐成为人类可持续发展的重要基地,是人类未来的希望。而水下机器人作为人类探索和开发海洋的重要工具,有助于帮助人们高效的进行海洋资源的开发。因此,开展水下机器人的研究具有深远意义。论文中主要从水下机器人的运动控制和三维虚拟场景远程监控系统两方面进行研究。水下机器人运动控制旨在探讨模糊PID控制的基本原理,设计并完成基于模糊PID控制的水下机器人运动控制仿真实验;并引入机器人操作系统ROS,实现Matlab结合ROS的可视化仿真。三维虚拟场景远程监控系统是基于三维渲染引擎OSG实现水下机器人三维运动场景。水下机器人的运动控制技术是水下机器人技术研究领域的热点之一。水下机器人本身的造价很高又工作在复杂的水下环境,保证水下机器人的安全可靠尤为重要。而稳定可靠的运动控制是其水下安全作业的前提与保证,论文中主要研究基于模糊PID的水下机器人运动控制。研究内容包括:分析水下机器人运动学理论,建立水下机器人六自由度运动仿真系统,设计模糊PID控制器,设计并实现水下机器人运动仿真实验。为了实现仿真的可视化,采用机器人操作系统ROS和三维仿真器Gazebo。在Gazebo仿真器中搭建水下机器人模型和水下机器人运动场景模型,利用Matlab与机器人操作系统ROS的协同工作,在Matlab中引入ROS话题的订阅和发布模块,实现控制数据的发送与轨迹反馈数据的接收,从而实现Matlab结合机器人操作系统ROS的可视化仿真。三维虚拟场景远程监控系统主要是用来解决水下机器人在水下的弱观测性问题,在三维虚拟场景中可实时显示水下机器人在水中的位置和运动姿态,提高水下机器人水下作业的安全性和可靠性。论文中通过研究三维图形显示方法,完成水下机器人三维模型的显示与渲染,创建并完成水下地形图,实现纹理图片到水下地形图的映射,设计并实现水下机器人三维虚拟场景远程监控系统。