考虑安全性的AUV对接导引和轨迹规划技术

发布时间：2021-06-15 09:46

　　自主水下航行器（AUV）自主地进行水下归航,和母艇对接进而实现回收,可加强执行不同任务的AUV同载人潜水器之间的物理联系,共同提高AUV和载人潜水器的作业能力。在AUV的动态回收过程中仍然存在一些亟待解决的问题,其中本文主要研究AUV回收过程中的导引定位,回收安全性的量化与轨迹规划问题。本文针对上述问题,进行了如下研究:首先,设计了水下超短基线（USBL）定位同惯性导航航位推算相结合的融合导航系统,提出了一种载人潜水器（HOV）回收AUV的导航方法。其中,AUV携带的水下导航传感器有,超短基线（USBL）,多普勒速度仪（DVL）和惯性导航系统（INS）。通过使用这些传感器的信息,建立了组合USBL定位和惯性定位的协同导航模块。在这项研究中,由于声学通讯和USBL通常不同时工作,即AUV和HOV之间没有通信;因此,为了使AUV获得惯性坐标中的HOV位置,提出了一种推算HOV运动的状态估计方法。为了获得更好的导航精度与导航信息的可用性,设计了一种被称为单步航位推算的组合导航方法,这种方法相比于惯导与USBL的松组合具有更高定位精度,且相比于单独采用USBL定位其数据更新率更高,保证了导航信... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１第二代ＲＥＭＵＳ回收坞??哈尔滨工程大学的姜言清在２０１６年建立了和某１８０ｋｇ级ＡＵＶ配套的对接试验系统，??

OEX回收坞站

１．３．?２动态对接??（１）拖曳式回收??Ｋｏｎｇｓｂｅｒｇ公司为ＲＥＭＵＳ１００开发了一种动态回收对接装置［９］。ＲＥＭＵＳ１００使用??ＵＳＢＬ导航定位系统来锁定水下移动坞站的位置。如图Ｌ５，该移动对接系统由水翼、??捕获系统和声学应答器组成，通过在载人水面船舶的拖曳完成回收。??对接站构成三个主要部件：水翼降压器，圆锥结构和转发器。水翼降压器同牵引点??连接到一起，并且必须提供足够的垂向升力以在停靠时使对接站稳定在特定深度。圆锥??结构为ＡＵＶ提供了平滑的引导。应答器则是通过ＵＳＢＬ与ＡＵＶ进行声学定位与通信??所必需的。??

【参考文献】：
期刊论文
[1]识别流网络关键节点的虚拟外界投入产出分析法[J]. 朱为华,刘凯,闫小勇,汪明,吴金闪.  电子科技大学学报. 2018(02)
[2]生物启发计算研究现状与发展趋势[J]. 朱云龙,申海,陈瀚宁,吕赐兴,张丁一.  信息与控制. 2016(05)
[3]考虑几何约束的AUV回收路径规划[J]. 李晔,姜言清,张国成,李一鸣,陈鹏云.  机器人. 2015(04)
[4]基于生物启发模型的AUV三维自主路径规划与安全避障算法[J]. 朱大奇,孙兵,李利.  控制与决策. 2015(05)
[5]水下无人航行器及其路径规划技术的发展现状与趋势[J]. 曹晓霖.  电子世界. 2014(13)
[6]基于人工势场法的路径规划方法研究及展望[J]. 张殿富,刘福.  计算机工程与科学. 2013(06)
[7]潜艇水下航行的安全性评估[J]. 付肖燕,沈继红,赵玉新.  系统工程与电子技术. 2012(11)
[8]基于轨迹安全性评价的免疫遗传路径规划算法[J]. 祝雪芬,涂刚毅.  计算机应用研究. 2013(02)
[9]空间交会轨迹安全性定量评价指标研究[J]. 梁立波,罗亚中,王华,唐国金.  宇航学报. 2010(10)
[10]水下机器人航位推算导航系统及误差分析[J]. 孙玉山,代天娇,赵志平.  船舶工程. 2010(05)

博士论文
[1]AUV回收控制的关键技术研究[D]. 姜言清.哈尔滨工程大学 2016
[2]水下航行器导航及数据融合技术研究[D]. 杨峻巍.哈尔滨工程大学 2012
[3]近距离导引段交会轨迹安全性的定量评价和设计优化方法[D]. 梁立波.国防科学技术大学 2011

硕士论文
[1]约束条件下欠驱动AUV的路径规划问题研究[D]. 姜言清.哈尔滨工程大学 2013
[2]基于安全性的交会对接近程段运动控制策略研究[D]. 邱月明.国防科学技术大学 2011



本文编号：3230825