[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

技術領域

本發明涉及水下機器人技術領域，尤其涉及一種AUV自主尋底控制方法。

背景技術

AUV在水下執行任務時一般要經歷下潛、海底航行作業、拋載上浮等三個主要工作階段，本發明主要針對AUV的下潛工作過程。通常情況下，AUV從海面以45°到50°的傾角無動力下潛，當到達一定深度以后，依靠測距聲納獲取的參數來判定是否到達預定高度，如果到達便拋載下潛壓鐵，并以定高模式航行作業。由于深度計在水下的誤差隨深度的增加而加大，預定拋載深度與實際拋載深度存在一定偏差，同時測距聲納在實際工作過程中作用距離有限且容易產生虛警，這有可能造成載體近海底拋載或者遠離海底拋載，前者對載體而言是相當危險的，后者則造成載體尋底任務失敗。因此，傳統的尋底方法其安全性和可靠性均得不到有效地保障。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明要解決的問題是提供一種AUV自主尋底控制方法，使得AUV能夠安全、穩定、可靠地完成下潛尋底過程。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種AUV自主尋底控制方法，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。

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。

所述AUV在預定深度根據姿態反饋信息確定懸停時間。

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。

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