多AUV協(xié)同作業(yè)中的互定位方法研究.pdf

1、無人潛航器(AUV)系統(tǒng)是未來海洋探測和開發(fā)，完成各種水下智能作業(yè)任務(wù)的重要工具。作為AUV技術(shù)的一個重要發(fā)展方向，多AUV協(xié)同作業(yè)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。多AUV系統(tǒng)在協(xié)同作業(yè)中，每個個體承擔(dān)各自的職責(zé)，研究多AUV系統(tǒng)對其水下AUV的定位技術(shù)是多AUV協(xié)同作業(yè)中的重要部分。 本文提出一種基于偽點(diǎn)跡的多AUV系統(tǒng)互定位方法，通過測距聲吶獲取各AUV之間的距離，計算水下工作AUV的位置。在一個多AUV系統(tǒng)中，根據(jù)職責(zé)需要，劃

2、分測量AUV、計算AUV和工作AUV，并建立職責(zé)輪換機(jī)制，以滿足每個AUV需要在任務(wù)過程中補(bǔ)充能源的需要。多AUV編隊中由聲學(xué)通訊經(jīng)過幾何解算實現(xiàn)對工作AUV的位置確認(rèn)。本文討論了多AUV系統(tǒng)對水下AUV定位的基本原理，多AUV系統(tǒng)的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)以及在不同條件下多AUV系統(tǒng)對工作AUV定位的過程。 首先，建立AUV固定和運(yùn)動坐標(biāo)系，建立了互定位方法的基本的數(shù)學(xué)模型；根據(jù)互定位特點(diǎn)確定了基于偽點(diǎn)跡的航跡融合方法；根據(jù)海洋環(huán)境的

3、特點(diǎn)，建立了海流模型和海浪模型。 其次，介紹了多AUV系統(tǒng)的基本控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，明確了在一個多AUV系統(tǒng)中各個AUV角色關(guān)系和角色變換；介紹了多AUV系統(tǒng)時鐘同步原理及必要性；介紹了多AUV系統(tǒng)的通訊規(guī)則和通信過程。 再次，研究了在測量AUV靜止的條件下，多AUV系統(tǒng)對其水下AUV在定深和變深兩種航行狀態(tài)下的定位過程，通過案例分析定位誤差，給出了對定位結(jié)果的檢驗方法，討論了在多AUV系統(tǒng)中AUV在不同位置關(guān)系下定位效果