水下机器人比赛经费申请Word格式文档下载.doc
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网卡
摄像头X2
运动控制器
三、系统设计
视频采集卡
嵌入式计算机
深度传感器
惯性测量单元
电机驱动
图1系统组成框图
该机器人主要在水下完成模式识别，运动控制，导航等任务。
1.模式识别
任务特征的模式识别主要采用图像识别，对水下环境进行感知。
ROV通过视频采集卡将高清摄像机采集到的数字图像传回嵌入式计算机进行处理，对目标的定位以及目标特征的辨识。
2.运动控制
融合传感器信息，对机器人的姿态进行实时调整，使机器人完成嵌入式计算机对机器人规划的路径。
该运动控制器主控芯片是一款基于ARM最新的COTEX-M3核心STM32F103，实时完成机器人水中定位、姿态控制、定深运动等。
3.导航定位
通过机器人上的惯性测量单元对机器人的位置进行一定的推算，是机器人了解自身在池中的大概位置。
4.ROV系统
该系统是通过一条通向水面的脐带缆连接一个无线AP来与地面端通讯。
对机器人的运动情况进行监控，并对机器人进行要操作。
四、ROV经费预算清单
编号
项目
型号
单价（元）
数量
总价（元）
途径
1
PC104计算机
嵌入之星
6000
购买
2
惯性姿态测量单元
MTI
10000
3
电子罗盘
HMC3000
2000
4
可光学变焦摄像头
电动变焦镜头22倍480线
500
5
HB18004
682
6
XLH-LHY633
700
7
水下推进器
600
3600
自研
8
机体设计制造
4500
9
电源
300W
10
浮力电缆
100
20
11
风险余度（10%）
3349元
合计
33490元
注：
该预算为制作1台ROV的经费预算。
充气水池采购价格：
8000元
八、过去研究成果
在过去我们在水下机器人方面做了大量的工作。
1、1200米水下推进器
图8水下推进器
该电机已经在我校海洋技术研究中心进行打压试验，验证其在水下1200米可稳定工作。
2、探路者I
图9探路者I
该型水下机器人已在静泊湖完成湖试。
3、探路着II
图10探路者II
该机器人获得国家嵌入式系统设计大赛三等奖
4、MINI探路者II
图11MINI探路者II
该型号水下机器人已在松花江完成湖试。
5、水底采矿机器人
图12水底采矿机器人
我们研制了3台该类型机器人，自2008年连续三年在ROBOCUP水下采矿机器人比赛中获得冠军。
6、声纳图像处理
在过去我团队完成海军声纳图像处理相关课题。
7、水下图像处理
图13对游泳池中黑线的识别
附录
水下机器人大赛比赛规则
深海漆黑一片，“蛟龙号”必须保持与母船通信才能安全下潜。
在深海中，无线电无法使用，水声通信是远距离数据传输的惟一方法。
我国研究人员克服重重困难才解决通信联络问题，使“蛟龙号”具有先进的水声通信能力，可以高速传输数据、图像和语音。
该赛事的主题每年都有所变化，主要是针对海洋开发中的最新进展或所遇到的实际问题等，意图是为了提高同学们对海洋开发的认识。
一．比赛组成
本次竞赛由水下任务作业和静态展示两大部分构成。
组委会要求所有参赛队参加作品静态展示，与其他参赛队和观众进行技术交流。
本次大赛的主要目的是促进各高校之间的交流学习，共同为提高我国水下机器人技术发展努力。
1．水下任务作业
水下作业任务共三项，详见水下“水下任务描述”。
2．静态展示
各参赛队须向评审专家组和观众展示水下机器人与全部设备，参赛队员向评审专家组和观众介绍水下机器人，展现队伍精神面貌。
二．参赛对象
凡竞赛前在校就读的大中学生（包括本科、大专、初高中）均可参加。
学生自愿组合，三至六人一组，以初高中组、大专本科组分组，不可跨类别组队。
大赛采用全国统一报名。
三．水下机器人技术指标要求
1．机器人数量:
最多2台（要求自制，不得使用履带行走，以免破坏比赛场地地貌）
2．机器人重量:
不超过10公斤（脐带重量不计算在内）
3．推进器马达数量:
不限（防水外壳要求自制或改造）
4．控制器:
控制方法不限（自制或改造）
5．控制器操作:
人数最多4名
6．传输方法:
脐带（带线）式电缆传输（长度不限）
7．脐带操作人员:
人数最多2名
8．摄像头及数量:
9．显示器数量:
不限
10．传感器数量:
四．水下任务描述
任务一：
竞赛场地距水底高60cm设置红、黄、绿三个目标物，三个目标物成一条直线放置，间距为60cm。
机器人在水池一侧下水后自主寻找目标物，并向目标物行进，撞击指定颜色目标物。
该任务需自主完成，也可手动完成。
自主完成的参赛队会获得该项任务的分数奖励。
任务二：
大赛工作人员预先利用“电梯”，将水听器和线缆插头运送到水底。
参赛队员操控ROV取下栓子，从电梯上释放水听器并将其放置到指定的0.5mx0.5m的正方区域中。
然后打开海底探测仪器连接箱对应的接口并将线缆插头插入接口，接口分大、中、小三种型号，根据难度不同分数不同。
具体任务包括：
1.移除栓子，从电梯上释放水听器
2.将水听器取下
3.安装水听器到对应的0.5mx0.5m的正方区域
4.移除水听器接口箱的上盖
5.从电梯上取下电力/通讯插头
6.将电缆插头插入到海底探测仪器的接口上（注：
在比赛开始前可选择插孔大小，不同插孔尺寸在完成该任务加分不同）
电梯栓子
插着栓子的平台水听器和插头
插着栓子的水听器插头
电梯上的水听器和插头水听器安装区域
取下上盖的海底探测仪器（该图为中型插孔）插上插头的海底探测仪器
任务三：
我国的海岸线有一万八千多公里长，而且面临太平洋，大洋海底蕴藏着无穷的矿产资源，而海底矿产除了含丰富的锰、铁外，更有稀有的钴、镍、钾、镁、铝、金等元素。
本任务要求参赛队操作ROV寻找海底矿石标本，并采集3块矿石标本送到电梯上。
矿石标本由尺寸20mm到50mm不规则形状的小石块代替，随机分布在水底。
五．比赛场地
在我国南海，科学考察船上的科学家为了监测海底水文情况、洋流流向、海底矿藏等信息，派出水下机器人（ROV）代替人进行工作，ROV潜入海后自动搜寻预先部署在海底的工作站，对工作设备进行部署，保证所有设备可正常工作，并取得标本后自行返回水面。
本次大赛场地模拟海底环境。
比赛场地大体为7m×
3m大小的充气或支架泳池，水深1.3米。
如图所示
框架结构泳池
泳池没布局如下图所示
目标物
ROV释放区
电梯
矿石
海底探测仪器
水听器安装处
场地布局图（示意图）
六．评分细则
（50分）
手动撞击到错误目标物或者没有撞到目标物———————0分
手动撞击到正确目标物————————————————5分
自主撞击到错误目标物————————————————20分
自主撞击到正确目标物————————————————50分
（180分，完成每项获得相应分数）
1.去除栓子释放水听器————————————————30分
2.移除水听器使得其不在与电梯接触——————————10分
3.安装水听器到0.5mx0.5m方形区域——————————30分
4.去掉相应海底探测仪器连接箱上盖——————————30分
5.取得连接插头———————————————————30分
6.将插头插入相应接口
插入大型插口—————————————————10分
插入中型插口—————————————————30分
插入小型插口—————————————————50分
（30分）
每采集到一块锰球并将其送到电梯上获得10分
时间加分：
完成全部任务所用时间少于15分钟的，每分钟加6分，不足一分钟的每秒加0.1分
ROV重量得分：
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