[發(fā)明專利]一種多水下機器人協(xié)同海流估計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910976861.6
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110749890A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設計）人: 吳迪;嚴浙平;秦東亞;周佳加;張宏瀚;徐健
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S15/50
• 分類號: G01S15/50;G01P5/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多水下機器人協(xié)同海流估計方法，其特征是：所述方法包括如下步驟：

(1)開始航行任務，啟動多普勒測速儀、水聲同步通信機、非線性估計模塊和協(xié)同編隊控制模塊；

(2)多普勒測速儀反饋速度信息，當信息狀態(tài)為對底測速時，水下機器人廣播位置信息，實現(xiàn)協(xié)同編隊航行作業(yè)；

(3)多普勒測速儀反饋速度信息，當信息狀態(tài)為對流測速時，進入估計判別器判斷是否需要進行海流估計，若需要，水下機器人廣播位置信息、流速估計信息，協(xié)同編隊控制模塊開始進行隊形變換任務，否則進行協(xié)同編隊航行作業(yè)；

(4)在隊形變換任務開始后，非線性估計模塊根據(jù)水面支持母船的位置、距離信息與其他水下機器人的位置估計信息、海流估計信息、距離信息，利用因子圖優(yōu)化方法，實現(xiàn)海流流速的估計；

(5)水下機器人停止隊形變換任務，融合海流估計結果與多普勒測速信息，補償多普勒測速儀對流測速帶來的位置誤差，實現(xiàn)水下機器人位置估計；

(6)判斷航行任務是否完成，若完成，結束流程，否則，返回步驟2。

2.一種多水下機器人協(xié)同海流估計裝置，其特征是：所述裝置包括多普勒測速儀模塊、水聲同步通信機模塊、非線性估計模塊、協(xié)同編隊控制模塊；所述多普勒測速儀模塊的作用是：使用多普勒測速儀測量對底速度，當水深超出測量范圍無法實現(xiàn)對底測速時，可自動切換為對流測速模式；所述水聲同步通信機模塊的作用是：水聲同步通信機在典型海洋環(huán)境下通信范圍不小于3千米，具備1PPM的高精度晶振，在實現(xiàn)通信功能基礎上，同時實現(xiàn)單向傳播時間測距；所述非線性估計模塊的作用是：利用水面支持母船的位置、距離信息與其他水下機器人的位置估計信息、海流估計信息、距離信息，采用因子圖優(yōu)化方法，實現(xiàn)海流速度、位置的最優(yōu)估計；所述協(xié)同編隊控制模塊的作用是：利用多水下機器人間的位置信息，實現(xiàn)多水下機器人編隊隊形變換和位置循環(huán)變換。