船舶智能巡检机器人移动路径的自动控制与优化

传统机器人移动路径控制优化方法,其规划路径迭代次数较少,局部采样间隔较长,导致局部路径与规划路径存在偏差,且对巡检目标点定位不准确。为此,提出船舶智能巡检机器人移动路径的自动控制与优化方法。网格划分舰船环境信息,获取起始点至目标点的所有无碰路径,通过遗传算法,搜索出最优全局路径,检测全局最优路径环境信息,构造一个人工势场函数,判定机器人所受合力的方向和大小,在全局路径中局部控制机器人行进,再计算新位置势能,直至机器人到达目标点。进行对比实验,结果表明,此次设计方法相比传统方法,规划路径行进偏差减小了0.069 m,对目标点的定位偏差减小了5.39 cm,机器人自动控制更加精确。     

基于中继浮标实现水下运动目标大范围监测方法研究

由于安全性能及水声传播距离限制,传统的长基线系统对水下运动目标无法达到大范围的进行监测。引入中继浮标与长基线系统潜标相结合对水下目标进行导航定位,解决了大范围监测及水下目标安全机动的问题。同时设计了系统的节点分配,并探讨了通信的方式,海试证明方法可靠,有较大的工程价值。     

基于被动声呐方程的水下航行器声学安全态势研究

针对水下航行器声探测效能定量评估需求,以被动声呐方程为基础,建立窄带水声探测模型,定量给出水下航行器辐射噪声声源级、海洋声场传播损失、海洋环境背景噪声级等声学安全态势评估输入参数,经信号处理得到了接收设备阵列响应。在此基础上,基于统计检测理论明确了水下目标探测距离,完成了水下目标安全态势分析。研究表明,水下航行器辐射噪声峰值线谱对声呐探测效能影响显著,峰值线谱的有效控制是优化水下航行器声学性能的关键。     

无人船远距离目标追踪与自动避障算法优化

传统的自动避障算法存在避障效果不明显,准确度低的问题。为此,提出无人船远距离目标追踪与自动避障算法优化。应用模糊控制法,计算出一条远距离目标追踪路径,在依据航向计算模型,优化自动避障算法,在完成上述操作步骤后,应用设计值方程,优化追踪与避障系数,完成无人船远距离目标追踪与自动避障算法优化设计。在实验中,选择在受限水域中对2种算法进行对比分析,由实验对比结果可知,无人船远距离目标追踪与自动避障算法的避障效果更好,准确度更高,并且具有一定的可行性。     

水下跟踪定位用接近觉传感器研究

针对水下机器人及机械手的作业特点,提出了新的目标定位跟踪方式,并根据此理论研制了新型水下跟踪定位用接近觉传感器.利用超声水下传播、反射的性质,以MSP430为控制器、配以收发一体化的探头阵列及控制电路,实现了水下目标的高精度定位与实时跟踪.实验表明,研究设计的传感器具有体积小、功耗低、实时性好等特点,适用于水下各型作业工具.     

联网状态下水下无人潜航器的路径控制方法

传统的水下无人潜航器路径控制方法,在联网状态下,一直存在控制精度低、误差大,效率不好的问题,提出基于NURBS曲线拟合法的水下无人潜航器的路径控制方法。该方法采用传感器或者摄像机来侦测静态和动态障碍物,建立水下无人潜航器运动学模型,并获取其最小化rob路径长度的目标函数,分析潜航器所受约束情况。在此基础上,根据基本流体力学,确定潜航器所受阻力,引入滤波函数进行平滑处理,采用NURBS曲线拟合法,对水下无人潜航器路径进行控制。实验对比结果表明,采用改进的控制方法,在水下无人潜航器路径控制方面,其控制所需时间及精度均要优于传统的方法,具有一定的实用性。     

海流随机干扰下水下目标追踪航行器轨迹实时规划研究

目前提出的水下目标追踪航行器轨迹规划方法,抗干扰能力差,导致规划结果实时性较差。为解决该问题,提出海流随机干扰下水下目标追踪航行器轨迹实时规划方法。确定水下航行器轨迹控制理论,构建控制模型。设置定位矩阵,分析定位精度,同时研究位置、纵向速度、旋转角速度以及横向速度,并设置实时规划方案。实验结果表明,给出的海流随机干扰下水下目标追踪航行器轨迹实时规划方法能够有效提高抗干扰能力,增强规划结果的实时性。     

某型AUV运载器的定位方法与误差分析

传统AUV依靠水下惯性导航设备自主定位的方法无法实时进行水下信息感知和系统控制。水声定位是AUV定位导航技术的一个研究领域，可用于水下运动目标定位与导航、水下静止目标勘测等。本文分析阐述三种经典AUV定位方法，进一步研究AUV快速定位解算原理，论证影响AUV运载器在深海工作时产生的定位误差来源并进行仿真试验分析，最终将研究成果应用在目前现有某型AUV运载器上，实现自身水下定位、导航与远程遥控。     

卡尔曼滤波器在舰载雷达目标跟踪中的实现

舰载雷达目标追踪系统可以探测和跟踪海面、水下和空中的目标,为船舶导航等提供重要的目标数据,保障船舶安全和正常航行。卡尔曼滤波器(CKF)是基于容积卡尔曼滤波算法设计的一种典型非线性滤波器,近几年来获得了广泛的关注。本文利用容积卡尔曼滤波器,对传统舰载雷达系统进行鲁棒性和近似线性的优化,提高舰载雷达目标追踪的效率和精度。     

水下合作目标三维定位技术

在进行合作目标海试测量时,测量船需要对水下目标进行实时高精度测距定位.针对此需求,本文在综合对比当前2种典型的水下定位技术优缺点的基础上,采用水面水下同时基技术设计了基于3个差分GPS浮标的水下合作目标三维定位系统,建立了系统定位解算模型.海试实验表明,该定位技术能获得与差分GPS相近的水下立体定位精度,并且具有使用定位浮标少,海试布放简便的特点.