[發明專利]一種遠程自主水下航行器多載荷覆蓋方法在審
| 申請號： | 201410795270.6 | 申請日： | 2015-08-03 |
| 公開（公告）號： | CN104501799A | 公開（公告）日： | 2015-07-29 |
| 發明（設計）人： | 劉明雍;楊盼盼;雷小康;李紅;劉坤;李洋;張小件 | 申請（專利權）人： | 西北工業大學 |
| 主分類號： | G01C21/00 | 分類號： | G01C21/00;G01C21/16 |
| 代理公司： | 西北工業大學專利中心 61204 | 代理人： | 王鮮凱 |
| 地址： | 710072 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 遠程 自主 水下 航行 載荷 覆蓋 方法 | ||
技術領域
本發明屬于水下航行器領域，具體涉及一種遠程自主水下航行器多載荷覆蓋方法。
背景技術
自主水下航行器是人類開發和利用海洋的有效工具，作為水下運載的主要手段，在科學研究、軍事、工業等領域的應用越來越廣泛。水下航行器為完成各項任務，通常需要攜帶多個載荷(如聲吶、信標、傳感器等)，通過遠程的航行在指定水域對載荷實施分離和布放，從而使載荷在該區域進行作業。
隨著作業任務的日趨復雜化和作業海域的擴大化，單個載荷往往難以完成所賦予的作業任務，因此需要多個載荷對目標區域實施有效的覆蓋。受水下航行器運載能力的限制，單個個體所攜帶的載荷已很難達到作業需求，需要多個水下航行器攜帶載荷同時進入目標海域實施布放。但是，由于航行器獨立航行，相互之間缺乏信息的交流與溝通，各行其是，容易造成載荷布放范圍的重疊或遺漏，難以對作業區域實現有效覆蓋，造成資源的浪費和效率的下降。
發明內容
要解決的技術問題
為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種遠程自主水下航行器多載荷覆蓋方法，通過將多個水下航行器同時發射并以編隊的形式進入作業區域，到達指定位置后水下航行器通過個體間的協同算法調節相互間的位置，并布放載體形成密集的載體陣列，從而完成對作業區域的有效覆蓋。
技術方案
一種遠程自主水下航行器多載荷覆蓋方法，其特征在于步驟如下：
步驟1：發射艇在作業區域外同時發射多條水下航行器，水聽器不開機，通過管制階段和直航階段實現自身的穩定運行；
步驟2：慣性導航系統和水聽器系統開機工作，獲取周圍鄰居的位置和運動速度信息；
步驟3：在給定的編隊結構參數L下，執行編隊航行控制方法，使發射的多條水下航行器聚集成一個穩定的編隊；
所述編隊航行控制方法：
其中：為其加速度向量，分別為水下航行器i的位置和速度向量，vj為鄰居j的速向量，pn和vn分別為水下航行器期望的位置和速度，k為反饋增益系數，Ni為水下航行器i鄰居集合，▽為梯度操作符號；
所述其中：A為增益系數，L為水下航行器間的期望間距；
步驟4：航行過程中實時更新導航信息，確定新航路點，朝向目標海域航行；
步驟5：到達目標海域后，增大距離結構參數L使載荷的有效覆蓋范圍覆蓋作業水域面積，使載荷分散分布，形成網狀陣列結構；
步驟6：分離載荷沉底，載荷布放任務完成。
有益效果
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