水下机器人技术研究,一直都是各个国家的重点研究项目,但主要研究方向大多都是针对海洋能源探测,针对内陆浅水湖泊探测的水下机器人研究却很少。然而对于内陆湖泊探测同样具有很高的研究价值,比如对水坝底部进行定期安全检查、湖底打捞以及湖底地形探测等,所以对适用于浅水区域控制的水下探测机器人研究具有很大的实用价值。本课题从硬件以及软件方面对水下探测机器人进行研究,并且对推进器控制模块进行了具体的设计,通过实验分析验证推进器控制效果。另外本文对水下探测机器人定位导航技术也做了一定的分析研究,并通过仿真验证在导航过程中所选三子样优化算法的正确性;最后对导航量测值进行卡尔曼滤波处理,通过仿真实验,验证所选组合导航方法的合理性。本文一共分为六章:第一章介绍水下机器人国内外的研究现状,分析水下机器人的未来发展趋势,并介绍了水下机器人的定位导航方法。根据水下机器人研制方面所遇到的技术性问题,提出自己的研究目的以及研究内容。第二章介绍水下探测机器人的总体设计方案,并从硬件以及软件方面对水下机器人进行详细的分析,在硬件结构上采用六推进器控制模式,另外根据开源MOOS系统结构,设计了水下探测机器人应用的软件控制系统。第三章介绍水下推进器的控制模块设计,通过控制模块设计方案对比,选择了通过6路PWM信号对电机进行调速控制,采用12路正反转使能信号驱动相应电机正反转的控制方式;另外从控制器的硬件以及软件部分进行设计,设计出能够正常控制推进器转速以及正反转的推进器控制模块第四章介绍捷联惯导系统的一些工作原理以及基本算法。建立了导航系统的位置、速度、姿态更新的数学模型,并对各种算法进行数学优化,并通过仿真验证所选优化算法的合理性。第五章介绍导航过程中可能出现的诸多误差,并对其进行详细的分析,另外对导航过程中所产生的误差进行误差建模,提出以电子罗盘与深度计结合捷联惯导系统构成组合导航系统的方法。最后量测值经过卡尔曼滤波处理,用以降低惯导系统的累积误差,提高导航的精度。第六章主要是对于本课题所做研究的总结,并对未来需要进行的更加深入的研究进行展望。