1、水下机器人的研究概况

（1）国外研究概况在国外，一些临海发达国家或者重视海洋开发的国家，对水下机器人的研究投入的人力、物力资源比较多，因此美国、英国、日本、德国、瑞典等国对于水下机器人的研究起步比国内早。美国研制了第一台ROV“CURV1”，它与载人潜水器协作,在西班牙外海找到了之前坠落的氢弹,引起轩然大波，至此世界各国开始重视对ROV的研究。目前，全世界有270种以上的ROV型号,超过400家的厂商提供各种ROV的产品以及ROV服务。ROV的重量根据型号不同而不同，小型的仅有几千克,大型的一般超过二十吨，作业深度可达10000m以上[1]。

AUTOSUBAUV系列是英国研制的深海智能探测潜水器，已成功的进行多次海洋探测。在冰下探测中，该潜水器表现出高度的自治能力，尤其是在控制和导航系统方面。目前英国最新研制的潜水器是AUTOSUB-6000系列，它不需要任何表面控制，可以独立完成水面科考任务，搜索和定位海底火山。

由于日本是临海国家，对海洋资源的开发特别重视，因此它的水下机器人的研发技术已达到世界先进水平。其主要研究基地是日本东京大学，已经研发了很多AUV。近年研发的R2D4主要是用于海底探测，并且多次完成对日本海和印度洋的水下环境勘探以及绘制图形[2]。

（2）国内研究概况

1970年末，国内刚刚开始对水下机器人的研究开发，中国船舶研究中心、上海交通大学水下工程研究所、中国科学院沈阳自动化研究所、哈尔滨工程大学等是国内主要从事水下机器人研究开发的机构。八十年代初，我国最早的水下机器人“海人一号”被研制出来，这是由上海交通大学水下工程研究所和中国科学院沈阳自动化研究所合作研发，它能连续潜深200m，还能连续在水下进行不同的作业。它先后进行了两次海底探测，可靠性高，性能指标卓越，标志着我国对水下机器人的研究技术到达了成熟阶段。

此后,沈阳自动化研究所根据之前的技术，研制了“金鱼三号”等。上海交通大学研制的“海龙号”深海机器人，解决了脐带缆断裂的问题，这一技术拥有我国的自主知识产权,技术性能跻身世界先进水平,也标志着国内ROV研发到达最高水平。在我国第六次北极科考中，“北极ARV”水下机器人大显神通，它是由中科院沈阳自动化所研制的，先后三次独立完成指定海冰区的冰底形态、海冰厚度、海洋环境等参数测量工作。此前，由青岛罗博飞海洋技术有限公司研发的水下机器人“飞鱼号”还进行过水上事故搜救。目前，我国的水下机器人的研究水平和世界先进水平的差距在不断缩小，研发技术日趋成熟。

2、水下机器人的发展趋势

（1）整体结构的标准模块化为了提升水下机器人的性能，节约科研成本，缩短科研周期，整体结构设计的标准模块化是水下机器人未来研究设计的方向。让实现不同功能的子系统模块化，每一个模块之间采用通用的数据通信接口连接，避免了在设计不同机器人系统时同一技术的重复设计。由于现在是机械化生产，可以将水下机器人系统按要求拆分成各个标准模块，这样可以对水下机器人总体的布局和结构进行优化。水下机器人的每个系统模块都有专门的设计，提高了水下机器人的整体性能。在这种情况下，一旦出现问题，我们可以对相对应的模块进行改造或者重构，在一定程度上减轻了工作量，提高了工作效率。

（2）高度智能化由于其运动模型为六自由度，具有非线性、强耦合的特性，一般水下机器人工作在海洋环境中，是复杂的并具有不确定因素，因此对水下机器人的运动控制器的设计十分复杂，需要进一步的深入研究，进行不断地改进和完善。我们需要提升水下机器人对未来的预知、自主学习能力，这对水下机器人性能提高具有战略意义。目前，主要是针对怎样提高其智能决策能力，怎样提升任务规划以及对周围环境的感知做了研究，对运动轨迹进行控制和决策就要求水下机器人体系采用更加智能的信息处理方式。为提高感知外界环境和识别目标的能力，水下机器人结合了多种检测和识别方式。自主学习能力提升后，它能够与外界环境进行交互作用，较快适应外界环境，更高效的完成海洋探测任务。