多auv协同作业中的互定位方法研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文多AUV协同作业中的互定位方法研究姓名：朱亦峰申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：严浙平20090301哈尔滨工程大学硕十学位论文摘要无人潜航器(AUV)系统是未来海洋探测和开发，完成各种水下智能作业任务的重要工具。作为AUV技术的一个重要发展方向，多AUV协同作业技术已经成为当前研究的热点。多AUV系统在协同作业中，每个个体承担各自的职责，研究多AUV系统对其水下AUV的定位技术是多AUV协同作业中的重要部分。本文提出一种基于伪点迹的多AUV系统互定位方法，通过测距声呐获取各AUV之间的距

2、离，计算水下工作AUV的位置。在一个多AUV系统中，根据职责需要，划分测量AUV、计算AUV和工作AUV，并建立职责轮换机制，以满足每个AUV需要在任务过程中补充能源的需要。多AUV编队中由声学通讯经过几何解算实现对工作AUV的位置确认。本文讨论了多AUV系统对水下AUV定位的基本原理，多AUV系统的控制系统体系结构以及在不同条件下多AUV系统对工作AUV定位的过程。首先，建立AUV固定和运动坐标系，建立了互定位方法的基本的数学模型；根据互定位特点确定了基于伪点迹的航迹融合方法；根据海洋环境的特点，建立了海流模型和海浪模型。其次，介

3、绍了多AUV系统的基本控制系统体系结构，明确了在一个多AUV系统中各个AUV角色关系和角色变换；介绍了多AUV系统时钟同步原理及必要性；介绍了多AUV系统的通讯规则和通信过程。再次，研究了在测量AUV静止的条件下，多AUV系统对其水下AUV在定深和变深两种航行状态下的定位过程，通过案例分析定位误差，给出了对定位结果的检验方法，讨论了在多AUV系统中AUV在不同位置关系下定位效果的优劣。最后，研究了在测量AUV运动状态下，多AUV系统对其水下AUV定位的过程。分析了多AUV系统对定速航行的水下AUV的定位过程，多AUV系统对变速航行的

4、水下AUV的定位过程，以及在海浪海流干扰下多AUV系统对水下AUV的定位效果。关键词：AUV；互定位；多AUV系统；伪点迹哈尔滨‘l：程入学硕+学位论文AbstractAutonomousunderwatervehiclesystemisanimportanttoolwhichwillbeappliedinoceanexploration，developmentandavarietyofunderwaterintelligenttasks．Asanimportantdevelopmentdirection，themulti—AUVc

5、ooperationtechnologyhasbecomeapresentresearchfocus．EachAUVassumeitsownresponsibilityincooperation．Theresearchofmulti—AUVsystempositioningtechnologyforunderwatervehicleisanessentialpartofcooperation．Communicationbetweenwatersurfacevehiclesandunderwatervehiclesandinterco

6、mmuncationbetweenunderwatervehiclesareproposedtoidentifythepositionsofunderwatervehicles．Thispaperdiscussesthebasicprinciplesofpositioningtechnologyforunderwatervehicls，thearchitechtureofmulti—AUVandthepositionprocessesindifferentsituations．Afterthat，thereliablityofthi

7、spositiontechnologyisproved．Firstly,thefixedandmotioncoordinatesystem，andthebasicmathematicmodelsofmutualpositioningareestablished；basedonthecharacteristicsoftheenvironmentoftheocean，thecurrentmodelsinhorizontalplaneandverticalplaneareestablished．Secondly,thebasicarchi

8、tectureofmulti—AUVisintroduced，andtheroleofeachAUVinamulti—AUVsystemisidentified；theclocksynchronizationprincipleand，