河蟹养殖作业船INS/GPS组合导航算法研究
发布时间：2021-01-17 00:10
河蟹滋味鲜美,营养丰富,兼具药用价值,深受国人喜爱。我国河蟹养殖虽早已形成产业规模,年产量达到八十万吨级别,且随着电商以及物流行业的兴起,市场需求旺盛,产业规模有进一步扩大的趋势,但养殖方式仍是传统的人工养殖,定点投饵,定点浮标式监测,不但费时费力,而且投饵不均匀,对蟹塘的水质监控也不全面。为提升河蟹养殖的自动化、智能化水平,实现科学养蟹,对接“中国制造2025”计划,本文在“国家十二五支撑计划:水产品加工产业链全信息溯源与监管体系（2015BAD17B）”项目支撑下,以河蟹养殖作业船为研究对象,以INS/GPS耦合结构和数据融合算法为研究内容,围绕河蟹养殖作业船的精确导航展开研究,其主要工作如下:在构建INS/GPS松耦合模型和紧耦合模型的基础上,针对经典卡尔曼滤波无法根据扰动调节系统参数,因而可能造成滤波偏差甚至发散的问题,提出了一种改进的自适应卡尔曼（Adaptive Kalman Filter,AKF）融合算法。该算法根据观测误差的统计信息,设计变参数的遗忘因子,动态调整系统噪声协方差矩阵,进而调节卡尔曼滤波增益,消除滤波误差。仿真实验结果表明:基于AKF的INS/GPS紧耦合...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
英国Spring无人船（左）和葡萄牙DELFIM无人船（右）
江苏大学硕士学位论文公司设计了多款用于水质监测与水文测绘的无人船，如 MM70，ESM30 等[12]。江苏大学赵德安团队针对河蟹养殖中的水草管控问题，于 2014 年起逐步研发并完善了一款用于蟹塘水草清理的河蟹养殖作业船，该船使用人工、遥控和自动驾驶三种操作方式，最初使用单 GPS 测量位置、速度信息，INS 提供航向信息的导航模式[13]，后使用双天线 DGPS 导航系统[14]，DGPS 与视觉导航结合的组合导航系统[15]等确定所有导航信息。该作业船虽然能够满足河蟹养殖作业船的导航精度需要，但使用的 GPS 导航设备为 Trimble 公司的高精度载波相位差分 GPS，即 RTK-GPS（real-time kinematic GPS），其本身定位精度便在 2m 以内，该 GPS造价十分昂过，并不符合经济化以及市场推广要求。
ECEF坐标系Fig2.1ECEFframe
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年国外导航卫星发展综述[J]. 刘春保. 国际太空. 2018(02)
[2]北斗卫星导航系统篇[J]. 叶峰屹,高晓雷. 国际太空. 2018(01)
[3]中华绒螯蟹水瘪子病不同发病阶段的病理变化特点[J]. 陆宏达,田全全,贾相相,张小俊,任芳芳. 水生生物学报. 2017(06)
[4]滤波增益模糊自适应调节导航算法[J]. 曹梦龙,李振. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[5]基于IPSO-UKF的水草清理作业船组合导航定位方法[J]. 阮承治,赵德安,刘晓洋,陈旭,姬伟,贾伟宽. 农业机械学报. 2017(07)
[6]基于无人船的大洋中尺度涡观测系统展望[J]. 范聪慧,于非,南峰,魏传杰,任强. 海洋科学集刊. 2016(00)
[7]一种河蟹养殖用自动化水草清理作业船[J]. 吴波,赵德安,孙月平,洪剑青,罗吉. 中国农机化学报. 2016(09)
[8]全程投喂配合饲料条件下池养中华绒螯蟹的生长性能及其性腺发育[J]. 何杰,吴旭干,赵恒亮,姜晓东,葛永春,王幼鹏,成永旭. 中国水产科学. 2016(03)
[9]一种海洋环境监测无人船系统及其海洋应用[J]. 金久才,张杰,邵峰,崔廷伟. 海岸工程. 2015(03)
[10]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济. 中国机械工程. 2015(17)
本文编号：2981803
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
英国Spring无人船（左）和葡萄牙DELFIM无人船（右）
江苏大学硕士学位论文公司设计了多款用于水质监测与水文测绘的无人船，如 MM70，ESM30 等[12]。江苏大学赵德安团队针对河蟹养殖中的水草管控问题，于 2014 年起逐步研发并完善了一款用于蟹塘水草清理的河蟹养殖作业船，该船使用人工、遥控和自动驾驶三种操作方式，最初使用单 GPS 测量位置、速度信息，INS 提供航向信息的导航模式[13]，后使用双天线 DGPS 导航系统[14]，DGPS 与视觉导航结合的组合导航系统[15]等确定所有导航信息。该作业船虽然能够满足河蟹养殖作业船的导航精度需要，但使用的 GPS 导航设备为 Trimble 公司的高精度载波相位差分 GPS，即 RTK-GPS（real-time kinematic GPS），其本身定位精度便在 2m 以内，该 GPS造价十分昂过，并不符合经济化以及市场推广要求。
ECEF坐标系Fig2.1ECEFframe
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年国外导航卫星发展综述[J]. 刘春保. 国际太空. 2018(02)
[2]北斗卫星导航系统篇[J]. 叶峰屹,高晓雷. 国际太空. 2018(01)
[3]中华绒螯蟹水瘪子病不同发病阶段的病理变化特点[J]. 陆宏达,田全全,贾相相,张小俊,任芳芳. 水生生物学报. 2017(06)
[4]滤波增益模糊自适应调节导航算法[J]. 曹梦龙,李振. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[5]基于IPSO-UKF的水草清理作业船组合导航定位方法[J]. 阮承治,赵德安,刘晓洋,陈旭,姬伟,贾伟宽. 农业机械学报. 2017(07)
[6]基于无人船的大洋中尺度涡观测系统展望[J]. 范聪慧,于非,南峰,魏传杰,任强. 海洋科学集刊. 2016(00)
[7]一种河蟹养殖用自动化水草清理作业船[J]. 吴波,赵德安,孙月平,洪剑青,罗吉. 中国农机化学报. 2016(09)
[8]全程投喂配合饲料条件下池养中华绒螯蟹的生长性能及其性腺发育[J]. 何杰,吴旭干,赵恒亮,姜晓东,葛永春,王幼鹏,成永旭. 中国水产科学. 2016(03)
[9]一种海洋环境监测无人船系统及其海洋应用[J]. 金久才,张杰,邵峰,崔廷伟. 海岸工程. 2015(03)
[10]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济. 中国机械工程. 2015(17)
本文编号：2981803
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