[發明專利]一種AUV自主尋底控制方法

有效

• 申請號: 201310618964.8
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN104679008A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 劉鐵軍;王飛;劉健
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

1.一種AUV自主尋底控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

AUV無動力下潛至預定深度，并拋載下潛壓鐵；

AUV在預定深度懸停，根據姿態傳感器的信息調整AUV姿態；

AUV從預定深度開始進行垂直尋底操作；

AUV到達預定高度后，開始定高航行。

2.根據權利要求1所述的一種AUV自主尋底控制方法，其特征在于，所述AUV無動力下潛過程中，根據深度傳感器判斷是否到達預定深度。

3.根據權利要求1所述的一種AUV自主尋底控制方法，其特征在于，所述AUV在預定深度根據姿態反饋信息確定懸停時間。

4.根據權利要求1所述的一種AUV自主尋底控制方法，其特征在于，所述AUV的垂向速度由深度偏差微分及垂向加速度信息積分來推算。

5.根據權利要求1所述的一種AUV自主尋底控制方法，其特征在于，所述垂直尋底操作采用自適應濾波算法，具體為：

離散系統的狀態方程為：

s_k＝As_k+Bu_k+w_k??????????（2）

z_k＝Hs_k+v_k

初始化：

s0|0=h‾0]]>

P_0|0＝10^-6*I

預測：

s^k|k-1=As^k-1|k-1+Buk]]>

P_k|k-1＝AP_k-1|k-1A^T+BQ_k-1B^T

更新：

K_k＝P_k|k-1H^T(HP_k|k-1H^T+R_k)^-1

s^k|k=s^k|k-1+Kk[zk-Hs^k|k-1]]]>

P_k|k＝(I-K_k)HP_k|k-1

其中，s_k＝h_k，表示k時刻載體所在的對底高度，其初始化由深度信息結合實地海深估算得到；u_k＝V_kΔt，V_k表示k時刻載體的垂向速度，由加速度積分得到，Δt表示速度間隔時間；Q_k＝diag(w_k²)，R_k＝diag(v_k²)，I是單位矩陣；z_k是k時刻多普勒的測底高度值；w_k是過程驅動噪聲，v_k為觀測噪聲，Q_k、R_k分別為過程噪聲和觀測噪聲的協方差矩陣。

6.根據權利要求1所述的一種AUV自主尋底控制方法，其特征在于，在AUV自主尋底過程中，各個傳感器對AUV的狀態進行監控，其報警過程包括狀態監測機制，即

h^k=hk-1+v0Δt|hk-h^k|<σh---(1)]]>

其中v₀是載體動力下潛時的垂向速度，σ_k是載體離底高度的估計量偏差，h_k是k時刻多普勒的測底距離值，h_k-1是k-1時刻多普勒的測底距離值，是k時刻測底距離值的估計值，Δt是兩次測底之間的時間間隔，如果（1）式成立，則傳感器產生的報警有效，AUV拋載上浮；否則，視為虛警。