舰船在进行海上作业时,受到海风、海浪的影响会使舰船产生一定的摇荡运动,严重干扰舰船甲板上各项工作的进行,尤其是在进行舰船之间或舰船与海上建筑物之间的人员换乘时,人员的安全无法得到保障。针对传统海上换乘方式效率低、危险系数高等问题,设计一款新型海上换乘装备,建立双目视觉系统用于换乘装备末端的目标识别与定位,并对舰船输送平台的运动控制进行研究,论文主要内容如下:针对传统换乘方式效率低下和安全性差的问题,对现有海上换乘装备进行分析,明确功能需求并设计整体方案,建立机构的运动学模型,分析运动特性,随后对机构的工作空间进行求解,对其中关键的机构参数采用优化算法进行最优值求解,根据受力分析与功能要求设计舰船输送平台的机械结构,并根据静力学仿真结果对结构进行优化。针对输送通道的末端搭靠问题,在末端引入双目视觉系统,利用双目视觉获取目标深度信息,从而获得舰船输送平台与搭靠目标物的相对姿态,双目视觉系统中进行的工作包括相机标定、图像处理、采用基于外形特征的几何匹配及深度信息计算,最终完成识别给定目标物的特征并计算相对位姿。针对舰船输送平台运行过程中的运动控制问题进行研究,基于视觉信息的门形路径规划以及考虑视觉系统计算延迟时进行控制信号的插值优化;将智能优化算法类顶优化算法引入到PID控制方法中,用于PID控制方法的参数优化问题,建立舰船输送平台的液压系统模型,利用遗传算法与类顶优化算法对比,分析不同算法的阶跃响应,对比算法性能差异,最后搭建系统整体的液压驱动仿真模型进行分析,验证算法有效性。制作舰船输送平台样机,使用NIcRIO-9033控制器搭建控制系统,并进行控制实验与视觉跟随实验,验证基于类顶优化算法的PID控制的有效性和视觉输出控制信号插值优化后系统性能的提升。