水下回收auv的短基线导引与定位数据融合技术研究

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1、Supervisor：Prof．YahZhepingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialjty：ControlTheot。YattdControlEngineeringDateofSubmission：Jan．，2010DateofOralExamination：Mar．，2010University：HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点

2、、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：马t，纠日期：如f·年>月l旧学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨T程大学有权保留并向围家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行榆

3、索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程人学。涉密学位沦义待觯密后适用奉声明。本论文(日在授予学位后杖U可口在授予学位12个月后口解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：马士，司导师(签字)：多哟日期：n，，年3月tf日如“年弓月I1日／哈尔滨r：程人学硕十学位论文摘要自主式潜航器(AUV)是海洋资源开发的重要工具；其水下回收导引定位技术是制约AUV发展的关键技术之一。基于AU

4、V的水下回收过程，本文重点研究了短基线导引定位系统、卡尔曼滤波方法以及基于联邦卡尔曼滤波器的导引定位数据融合技术，提高了导引定位精度，解决了AUV水下回收过程中的导引定位问题。主要研究内容和成果如下：首先，本文分析了AUV的水下回收过程，并提出了AUV的水下回收方案；建立了AUV水下回收短基线导引定位系统和视觉导引定位系统，并详细阐述了短基线导引定位系统的组成及主要工作原理，简单介绍了视觉导引定位系统原理及系统组成。其次，针对AUV水下回收方案及设计的水下导引定位系统，给出了导引定位系统的控制结构；建立了水下导引定位坐标系统，主要

5、包括AUV坐标系统和短基线坐标系统；建立了导引定位系统的模型，主要包括AUV运动模型、传感器模型、系统噪声模型和环境噪声模型。再次，研究了AUV水下回收导引定位数据融合算法，有针对性地研究了融合算法中的卡尔曼滤波算法及其改进算法，并对卡尔曼滤波算法的发散与抑制问题进行了研究；在对融合算法研究的基础上，本文设计了AUV水下回收短基线导引定位系统的联邦卡尔曼滤波器数据融合结构。最后，根据本文对AUV水下回收系统、水下导引定位系统以及数据融合技术的研究，设计出了短基线导引定位数据融合结构，并对融合算法进行了仿真验证和水池试验验证。结果表

6、明：本文提出的基于联邦卡尔曼滤波器的短基线导引定位数据融合算法能够提高导引定位信息的精度，可用于AUV的水下回收。关键词：自丰式潜航器：．短基线；导引定位；卡尔曼滤波；数据融合．哈尔滨『：程人学硕十学付论文AbstractAutonomousUnderwaterVehicleisanimportanttoolforthedevelopmentofoceanresources，andthenavigationandpositioningtechnologyisoneofthekeytechnologiesofunderwaterre

7、coverforAUVAccordingtotheprocessofunderwaterrecoverforAUV,thispaperfocusontheshortbase-linenavigationandpositioningsystem，kalmanfilteringmethodandthenavigationandpositioningdatafusionbasedonfederatedkalmanfiltering．Basedontheproposedmethods，thenavigationandpositioning

8、precisionisimproved．Themainworkandresultsasfollows：Firstly,theprocessofunderwaterrecoverforAUVisanalyzed，andbasedwhich,schem