面向岛礁监视的多UUV目标搜索与跟踪方法研究

《面向岛礁监视的多UUV目标搜索与跟踪方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文面向岛礁监视的多UUV目标搜索与跟踪方法研究硕士研究生：何靓文指导教师：严浙平教授学科、专业：控制科学与工程论文主审人：李娟副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文面向岛礁监视的多UUV目标搜索与跟踪方法研究硕士研究生：何靓文指导教师：严浙平教授学位级别：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeo

2、fM.EngResearchonTargetSearchingandTrackingMethodwithMulti-UUVforReefMonitoringCandidate:HeJingwenSupervisor:Prof.YanZhepingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringDateofSubmission:December，2017DateofOralExamination:March，2018University:HarbinEngi

3、neeringUniversity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、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。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已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）：日期：年月日哈尔滨工程大学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。哈尔滨工程大学有权保留并

4、向国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检索，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大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□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）：导师（签字）：日期：年月日年月日面向岛礁监视的多UUV目标搜索与跟踪方法研究摘要近年来，随着海洋领域的争端不断，对于岛礁周围海域的监视成为一项亟待解决

5、的问题，水下无人航行器（UnmannedUnderwaterVehicle，UUV）作为一种可控性好、续航能力长、搭载能力强的新型水下装备是解决该问题的重要手段。本课题为解决面向岛礁监视的多UUV目标搜索与跟踪问题，主要开展了关于多UUV协同目标搜索算法、UUV运动目标估计及跟踪导引方法、多UUV岛礁监视策略等方面的研究。主要研究内容如下：首先，对多UUV协同岛礁监视问题进行分析，制定了监视策略，并且对研究所需涉及的要素进行建模，包括近岛礁任务区域模型、UUV运动学模型、前视声呐探测模型以及目标运动模型，此外分析了UUV间的信息交互功能。其次，对多UUV协同目标搜索问题

6、进行定义和特性分析，提出了基于改进粒子群算法的多UUV协同目标搜索算法。研究中对基本概率图模型加入各个UUV的占用信息进行改进。以此为基础制定了合理的协同搜索任务优化目标、建立了UUV状态空间模型。基于滚动优化在线求解思想，引入预测控制，对传统粒子群算法进行改进实现多UUV协同目标搜索。仿真结果表明提出的改进算法在复杂环境中具有更好的目标搜索效果，且对于不同性质区域具有不同的巡逻频率。然后，针对运动特性复杂的目标跟踪问题，基于IMM-UKF对多种模型融合的运动目标状态估计方法的研究，提出了改进的IMM算法，能实现模型集的自适应选择。在估计出目标运动状态后，结合视线导引法

7、制定了UUV跟踪运动目标的导引策略，使UUV能够保持尾随目标的跟踪状态。仿真结果表明所设计的目标状态估计方法和跟踪导引策略具有良好的跟踪效果。最后，基于Matlab的GUI设计，完成了多UUV岛礁监视仿真系统搭建。将课题中涉及的协同搜索、目标跟踪和监视策略三个子模块进行封装集中，通过设置相关参数直接对多UUV岛礁监视场景进行仿真。通过设计不同的仿真案例，对本文所做的研究给出了系统性的验证。关键词：多水下无人航行器（UUVs）；区域监视；协同目标搜索；运动估计；目标跟踪哈尔滨工程大学硕士学位论文面向岛礁监视的多UUV目标搜索与跟踪方法研究A