[發明專利]一種適用于高海況的UUV跟蹤母船航跡規劃方法

有效

• 申請號: 201610141644.1
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105758405B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 嚴浙平;鄧南明;周佳加;羅朋飛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

一種適用于高海況的UUV跟蹤母船航跡規劃方法，本發明涉及適用于高海況的UUV跟蹤母船航跡規劃方法。本發明的目的是為了解決現有UUV回收受海況影響大，通信聲吶數據傳輸受海洋環境影響大，通信不穩定，無法完全接收母船發送的所有位置信息，而且海洋地理情況復雜的問題。一、定義第四級航跡規劃；定義第三級航跡規劃；第二級航跡規劃；定義第一級航跡規劃；二、當第一級存在，輸出第一級航跡規劃的結果；當第一級無航跡輸出，第二級輸出航跡時，輸出第二級航跡規劃結果；當一、二級均無航跡輸出，第三級航跡規劃有輸出，輸出第三級航跡規劃結果；否則輸出第四級航跡規劃結果。本發明應用于UUV跟蹤母船航跡規劃領域。

技術領域

本發明涉及適用于高海況的UUV跟蹤母船航跡規劃方法。

背景技術

目前投入使用的UUV回收方式大部分是采用水面起吊回收方式，該種回收方式受海況影響大，當海況惡劣時(4級及以上海況)，回收母船搖擺幅度較大，對UUV的水面起吊回收非常困難。目前海況預測能力有限，在近岸作業或者試驗時，經常因為海況惡劣無法滿足UUV回收時的海況要求而被迫更改工作計劃，造成時間延誤。而且隨著續航能力的提高，在使用UUV的時候可能遇到這樣的情況，例如，UUV布放的時候，布放點海況較好，計劃UUV完成任務后在海上某區域上浮回收，可是因為UUV執行任務時間周期長，氣象條件變得惡劣，海區高海況，無法實施水面起吊回收，這種情況下如果繼續讓UUV在海上滯留，一方面可能漂泊不定撞到來往船只，另一方面也可能在看守不利情況下漂走丟失造成巨大經濟損失。

目前常用的母船與水下航行狀態UUV通信技術為通信聲吶技術，其中通信聲吶數據傳輸受海洋環境影響大，通信不穩定，或者無法接收母船發送的位置信息，而且海洋地理情況復雜，存在暗礁、島嶼等礙航物。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有UUV回收受海況影響大，通信聲吶數據傳輸受海洋環境影響大，通信不穩定，無法完全接收母船發送的所有位置信息，而且海洋地理情況復雜，存在暗礁、島嶼等礙航物的問題，而提出一種適用于高海況的UUV跟蹤母船航跡規劃方法。

上述的發明目的是通過以下技術方案實現的：

步驟一、根據母船航行計劃和海圖標示信息定義第四級航跡規劃；根據母船更改航行終點信息定義第三級航跡規劃；根據母船間隔發送的位置信息定義第二級航跡規劃；根據礙航物信息定義第一級航跡規劃；

步驟二、四級航跡規劃中，優先級為第一級最高，依次降低。UUV和母船航行過程中，某個時間段，當第一級航跡規劃存在輸出航跡時，UUV航跡規劃系統輸出第一級航跡規劃的結果；

當第一級航跡規劃無航跡輸出，第二級航跡規劃輸出航跡時，UUV航跡規劃系統輸出第二級航跡規劃結果；

當一、二級航跡規劃均無航跡輸出，第三級航跡規劃有輸出航跡時，UUV航跡規劃系統輸出第三級航跡規劃結果；否則UUV航跡規劃系統輸出第四級航跡規劃結果。

發明效果

本發明提出的一種適用于高海況的UUV跟蹤母船航跡規劃方法，利用母船的引導，UUV跟蹤母船航行至一個避風的區域(避風港或者海島背風面)，然后按傳統的水面起吊回收方式進行回收，這樣可以完全避免海況對UUV回收的制約，能夠實現在4級及以上海況下對UUV的回收，實用價值大；在航行的過程中還存在海洋氣象條件更改的情況，當海洋氣象條件變更時，可以任意變更UUV跟蹤母船航行的終點，適用性強，可以解決變更航行終點航行的跟蹤問題。解決目前UUV在高海況下難以直接采取傳統水面起吊方式回收的問題。

本發明設計的UUV跟蹤母船航跡規劃方法解決了通信聲吶數據傳輸受海洋環境影響大，通信不穩定，無法完全接收母船發送的所有位置信息的問題，可靠性高；同時還解決了在航行過程中遭遇暗礁、島嶼等礙航物航行安全的問題。總結起來，本發明設計的UUV跟蹤母船航跡規劃方法實用價值大、適用性強、可靠性高且安全性好。

附圖說明