水下无人系统学报杂志 北大期刊 统计源期刊

多UUV协调控制技术研究现状及发展趋势

作者：严浙平; 刘祥玲 刊期：2019年第03期

为了使无人水下航行器(UUV)更好地完成复杂海洋任务,需要通过多UUV系统协调控制来实现大规模协同侦察、作战、搜索及营救等任务。文中对编队控制、任务分配、协调路径规划和围捕等多 UUV协调控制研究中的关键技术研究现状及进展进行综述,重点分析了编队控制中的队形保持、队形重构、协同避障以及编队控制衍生出的集群控制等问题。最后指出,应加...

自主水下航行器导航方法综述

作者：黄玉龙; 张勇刚; 赵玉新 刊期：2019年第03期

自主水下航行器(AUV)水下导航技术的准确性是在水下开展搜索、探测及反潜等任务的有力保障。现有AUV的导航方法大多以捷联惯性导航系统(SINS)为主,以水声测速与定位技术、地球物理导航技术及协同导航技术为辅。基于此,文中回顾了国内外近年来AUV水下导航技术最新的研究进展;简述了AUV各种水下导航技术的基本原理,并指出了各种方法的适用条件及优...

基于等价Fisher信息矩阵的AUV集群网络导航精度分析

作者：张立川; 王永召; 屈俊琪 刊期：2019年第03期

针对集群自主水下航行器(AUV)节点间的信息传递融合对协同定位精度的影响问题,文中提出4种AUV集群的网络导航模型,并引入等价Fisher信息矩阵等相关理论,对信息在节点间的传递融合进行分析,得出了影响集群AUV定位误差的因素,并设计了定位精度较高的编队构型,最后通过理论和仿真验证了当跟随AUV节点之间也有信息融合时,利用整个编队的信息对跟随AU...

基于深度卷积特征的水下目标智能识别方法

作者：杜雪; 廖泓舟; 张勋 刊期：2019年第03期

无人水下航行器(UUV)由于本身的便利性和自主性在水下探测方面相比传统探测具有很大优势,对UUV水下目标智能识别方法的研究具有重要意义。针对水下环境的高噪声、低对比度的特点,文中首先使用中值滤波和局部增强处理进行水下图像预处理,基于水下图像的小样本特点,提出借鉴牛津大学视觉几何组网络(VGGNet)的逐层递增卷积层思想,利用深度卷积神经...

基于改进生物启发模型的UUV在线避障方法

作者：李磊; 杜度; 陈科 刊期：2019年第03期

针对无人水下航行器(UUV)在复杂海洋环境中面临的安全快速避障问题,文中提出一种基于改进生物启发模型的在线避障方法,以确保 UUV 具有快速实时的避障能力。首先,根据预测控制滚动优化原理,以前视声呐所获得的实时障碍物信息为基准,对栅格地图进行滚动优化,实时更新环境信息。其次,将滚动栅格地图的变化一一对应成生物启发式神经网络拓扑结构图,...

基于PSO算法的多UUV导航方法

作者：王磊; 王国臣; 范世伟 刊期：2019年第03期

无人水下航行器(UUV)协同导航过程中,惯性导航系统(INS)在水下工作时的定位误差随时间累积,在不升出天线的情况下,难以利用全球定位系统(GPS)对惯导误差进行修正,地磁导航虽可以在水下修正惯导系统的误差,但传统的地磁匹配导航对先验地磁图过于依赖。受到生物利用地磁进行导航行为的启发,文中针对多UUV仿生协同导航问题,提出一种基于粒子群优化(...

基于磁信标的水下SLAM方法

作者：常帅; 付晓梅; 张翠翠; 赵玉新; 杜雪 刊期：2019年第03期

水下同步定位与构图(SLAM)由于可在未知环境下实现长时间高精度导航估计,已成为近年来UUV自主导航的重要发展趋势之一。无人水下航行器(UUV)在运动过程中,以航行区域的背景地磁图为辅助提取磁信标磁场矢量和梯度特征。为增强SLAM技术在自然特征欠缺环境中的有效性,同时避免水下磁信标磁矩未知性对反演的影响,文中采用人工磁信标作为路标,为SLAM...

基于RBF神经网络参数自整定的AUV深度控制

作者：杜度 刊期：2019年第03期

为了保证自主水下航行器(AUV)能够精确潜入固定深度海域,AUV垂平面控制技术非常重要。在基于比例-积分-微分(PID)控制设计控制器的过程中,为保证控制器能够较好地控制AUV跟踪指定轨迹,需要对PID参数进行调整,但参数设定需要反复尝试,不仅耗费大量时间,而且不能保障其最优效果。为解决这一问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的参数自整...

未知环境下UUV动态目标跟踪导引方法

作者：李娟; 张建新; 杨莉娟; 严浙平 刊期：2019年第03期

针对未知动态环境下无人水下航行器(UUV)对随机动态目标的跟踪问题,提出了一种跟踪与避碰切换导引策略。在建立目标与UUV、障碍物与UUV相对运动学关系的基础上,考虑UUV运动控制中航速和航向角速度的饱和约束条件,以UUV航行安全性和跟踪精度为目标,利用李雅普诺夫方法完成了基于视线导引切换的动态目标跟踪与避碰策略设计。对所设计的导引方法进...

侧扫声呐图像特征提取改进方法

作者：王其林; 王宏健; 李庆; 肖瑶; 班喜程 刊期：2019年第03期

由于侧扫声呐图像对于研究海底状况有着重要的作用,因此常采用点特征和线特征提取来分析声呐图像的特点。其中点特征提取分析采用尺度不变特征变换(SIFT)算法,直线特征提取采用Hough变换和线段检测(LSD)算法。文中针对Hough变换在提取直线特征时因基本空间转换方式存在不足而使得提取的线特征不理想的问题,提出了一种效果更好的空间转换方式,该...

UUV协同导航下MEMS陀螺仪协同标定

作者：王秋滢; 尹娟 刊期：2019年第03期

当无人水下航行器(UUV)协同导航水声通信在短时失效情况下协同导航不可用时,由于从UUV配备的三轴地磁传感器与两轴微机电(MEMS)陀螺仪组合姿态传感器中的MEMS陀螺仪陀螺漂移较大,导致从UUV航位推算精度较差。基于此,文中提出一种UUV协同导航下MEMS陀螺仪协同标定方法,通过可观测性分析,提出从UUV协同标定的路径设计原则。在协同标定路径下,在线...

UUV接驳单目视觉导引灯阵定位方法

作者：张伟; 李子轩; 宫鹏; 赵汉卿; 曾宁 刊期：2019年第03期

基于能量优化的AUV舵角解耦方法

作者：王明亮; 李德隆; 林扬; 朱兴华; 贾松力 刊期：2019年第03期

欠驱动自主水下航行器(AUV)的联动式艉舵调整过程中,横向滚动姿态会导致水平和垂直方向控制的耦合问题。文中面向恢复力矩小、单桨推进及载荷多变的AUV航行任务,提出了一种基于横滚角信息的舵角解耦和能量利用方法。该解耦方法充分考虑了横滚姿态下全局能量最优利用的可能性,结合神经网络算法,设计了基于能量消耗最优的参数优化策略,以降低执行...

基于声对接耦合的水下高速航行器全弹道仿真测试方法

作者：张俊; 蒋继军; 康文钰; 徐园园; 王明洲 刊期：2019年第03期

针对水下高速航行器的设计、陆上总体性能评估、实航试验方案论证等方面需建立相应的陆上半实物仿真环境以验证其作战效能的迫切需求,设计了一种基于声对接耦合的水下高速航行器陆上全弹道仿真测试系统,给出了仿真测试系统的构成方法和工作原理,讨论了包括对接换能器、对接基阵、声匹配材料、通道隔离度控制等关键技术,通过基阵测试验证了声对接...

全驱动AUV动力定位系统设计与实现

作者：周启润; 曾庆军; 姚金艺; 朱志宇; 戴文文 刊期：2019年第03期

针对全驱动自主水下航行器(AUV)近水面运动控制由于自身惯量小,面对环境扰动极为敏感的问题,提出一种基于比例-积分-微分(PID)的动力定位控制方法。结合自主研发的“探海I型”AUV样机,介绍了AUV系统结构设计思想,并利用光纤惯导、多普勒计程仪和深度计组成水下航位推算系统,借助PID控制对位置和姿态误差进行调校,以抵抗环境干扰。最后通过对湖试...