The Micro-hydro Pelton Turbine Manual pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Stylus Pub Llc

作者:Thake, Jeremy

出品人:

页数:196

译者:

出版时间:2001-2

价格:$ 56.44

装帧:Pap

isbn号码:9781853394607

丛书系列:

图书标签:

• Micro-hydro
• Pelton Turbine
• Renewable Energy
• Hydropower
• Turbine Design
• Energy Generation
• DIY
• Manual
• Engineering
• Water Power

好的，这是一本关于“高精度水下机器人自主导航与决策系统”的专业技术手册的详细介绍。 --- 图书名称：《深蓝之眼：高精度水下机器人自主导航与决策系统集成与实践》 概述 本书旨在为从事水下机器人（ROV/AUV）研发、制造、集成和操作的工程师、研究人员以及高级技术人员提供一个全面、深入且高度实用的技术参考。随着海洋探索、资源勘探、水下基础设施维护和深海科学研究需求的日益增长，开发出具备高度自主性、精确导航能力和复杂环境适应性的水下机器人系统已成为关键挑战。本书聚焦于如何构建一个高效、可靠且能够应对复杂水下声学、光学环境的自主导航与决策核心框架。 全书结构严谨，内容涵盖从基础理论到前沿应用，侧重于系统工程的集成视角，深入剖析了导航传感器的数据融合、实时定位算法的优化、以及在动态、非结构化水下环境中做出智能决策的策略。 --- 第一部分：水下环境感知与传感器基础 本部分奠定了理解自主导航系统的物理基础，详细阐述了水下复杂环境对传感器性能的影响，并对主流水下感知技术进行了深入的技术剖析。 第一章：水下声学环境建模与挑战 本章详细分析了声波在海水中的传播特性，包括多路径效应、吸收衰减、多普勒频移对测距和定位精度的影响。重点探讨了高频声学定位系统（如USBL/LBL）在精度维持、声速剖面校正方面的关键技术点。引入了基于环境数据的声学信道实时建模方法，用于补偿环境变化导致的误差。 第二章：惯性导航系统（INS）与多传感器集成原理 深入讲解了光纤陀螺仪（FOG）和环形激光陀螺仪（RLG）在水下平台的应用，对比了其漂移特性与成本效益。重点阐述了高精度潜深仪（CTD/Pressure Sensor）的数据处理流程，特别是如何校正温度和压力引起的密度变化对深度测量的影响。此外，详细介绍了磁力计在磁场异常区域的校准技术，以确保磁航向基准的可靠性。 第三章：声呐成像与视觉导航技术 本章侧重于被动与主动感知技术。前视声呐（FSS）和侧扫声呐（SSS）的数据处理流程被详述，包括点云生成、噪声抑制和特征提取。视觉导航部分，则集中于水下机器视觉（UW-Vision）的挑战，如光衰减、散射和白化效应。探讨了基于特征点的视觉里程计（VIO）在短时、中程自主悬停和跟踪任务中的实现细节，以及如何将声呐目标识别结果与视觉信息进行时空同步融合。 --- 第二部分：核心导航算法与数据融合 本部分是全书的技术核心，详细介绍了如何将来自不同来源的异构数据整合成一个高鲁棒性的、实时的全局定位方案。 第四章：状态估计与扩展卡尔曼滤波（EKF）的优化 详细阐述了扩展卡尔曼滤波（EKF）在水下导航中的经典应用框架。重点不再停留在标准EKF，而是深入探讨了针对水下高动态环境的改进，如无迹卡尔曼滤波（UKF）在处理非线性传感器模型时的优势。特别关注时间同步与异步量测更新的实现策略，以有效处理传感器采样率不匹配的问题。 第五章：基于因子图的非线性优化与SLAM 引入了因子图（Factor Graph）优化作为解决长期漂移和地图闭环的先进手段。详细介绍了如何构建水下同步定位与建图（SLAM）的因子图模型，包括声学测距因子、视觉里程计因子、以及基于里程计的约束因子。分析了在稀疏特征点或低信噪比声呐数据情况下，如何设计有效的因子权重和鲁棒性损失函数。 第六章：视觉惯性里程计（VIO）与声学基准融合 本章探讨了将高频、短基线的视觉惯性数据与低频、长基线的声学定位数据进行深度融合的方法。阐述了松耦合（Loose Coupling）和紧耦合（Tight Coupling）架构的优缺点，并提供了如何设计预积分模型来处理水下运动学约束的实践指南。重点演示了如何利用LBL基站的离散测量对INS进行周期性校正，维持整体定位精度在厘米级。 --- 第三部分：自主决策与任务规划 本部分超越了单纯的定位，聚焦于机器人如何利用精确的位置信息，在未知或部分已知的环境中执行复杂任务。 第七章：水下环境建模与实时路径规划 讲解了如何将多传感器采集的数据（侧扫声呐、多波束声呐、浅层剖面声呐）转化为三维栅格地图或八叉树地图。在此基础上，详细分析了动态窗口法（DWS）和势场法在水下避障中的局限性，并重点介绍了基于快速探索随机树（RRT）的优化算法，以生成满足水下动力学约束的最优或次优路径。 第八章：基于有限状态机的行为决策系统 本章构建了一个灵活且可扩展的水下机器人行为决策框架。系统地定义了机器人的基本行为（如巡航、目标跟踪、定深保持、紧急上浮等）以及状态转移条件。探讨了如何设计优先级排序机制和冲突解决逻辑，以应对传感器失效、动力受限或突发障碍物等异常情况。 第九章：人机交互界面与任务级自主性 讨论了如何设计面向操作员的直观任务配置与监视界面。本章强调了任务级自主性的概念，即操作员只需输入高级目标（例如“检查管线A的第三个阀门”），系统自动分解为一系列底层运动控制指令。探讨了故障诊断与恢复（FDIR）模块的设计，确保系统在遇到无法自主解决的问题时，能够安全、有效地向操作员请求干预。 --- 第四部分：系统集成、测试与校准实践 本部分侧重于工程实践，提供了从实验室到实际海洋环境部署的转化经验。 第十章：系统集成与电磁兼容性（EMC） 详细描述了水下系统中各个电子单元的物理集成要求，特别是压力容器的设计标准和热管理策略。重点强调了电磁兼容性（EMC）在水声通信和高精度传感信号传输中的重要性，并提供了降低噪声耦合的布线和屏蔽设计指南。 第十一章：水下定位系统的现场校准流程 提供了详尽的场验（Field Testing）与系统校准手册。内容包括：惯性基线标定、声呐声速校准、声速仪（SV）误差模型建立，以及如何利用已知的地形特征点对整个导航系统的漂移进行周期性全局优化矫正的实用步骤。 --- 目标读者与价值 本书是为系统集成工程师、海洋机器人控制算法开发人员、深海技术领域的研究生及博士生量身定制的。它不仅提供了丰富的理论背景，更结合了实际工程案例，是连接理论研究与深海作业的桥梁。通过系统学习本书内容，读者将有能力设计、实现并部署下一代具备高精度定位和强大自主决策能力的水下机器人平台。

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