UUV回收對接的數(shù)據(jù)融合及預(yù)報方法研究.pdf

1、水下無人潛航器(UUV)深水作業(yè)時一般時間較長，其作業(yè)時間絕大程度上受限于其自身所攜帶的能源。為實現(xiàn)能源的補充以及數(shù)據(jù)的回收、新使命任務(wù)的下載必須對UUV進(jìn)行回收。而基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的UUV水下自主對接回收能有效的縮短UUV水下作業(yè)時間、提高工作效率、降低回收風(fēng)險。這是本文所研究的背景。
　　 UUV對接回收時首先需要對水下對接環(huán)境進(jìn)行正確的感知，主要包括自身的導(dǎo)航定位和相對對接平臺定位。定位系統(tǒng)由UUV上搭載的各種環(huán)境感知

2、傳感器組成，采用了適用遠(yuǎn)距離定位的短基線導(dǎo)航定位系統(tǒng)和適用于近端精確定位的視覺導(dǎo)引定位系統(tǒng)。由于兩套定位系統(tǒng)在不同作用范圍下精度和可靠性不同，為了UUV簡單、高效、安全的對接回收，建立了短基線和視覺融合的定位系統(tǒng)。
　　 定位系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)融合之前需要對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理。針對傳感器安裝位置不同造成的空間坐標(biāo)不統(tǒng)一，以及由于傳感器開機時間、采樣頻率不同造成的時間不同步，分別進(jìn)行空間配準(zhǔn)和時間配準(zhǔn)。針對傳感器的異常數(shù)據(jù)設(shè)計

3、了根據(jù)數(shù)據(jù)變化率自動調(diào)節(jié)閾值的野值剔除算法，并對剔野值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊自適應(yīng)濾波。
　　 針對UUV自主回收過程中的精確定位問題，對融合系統(tǒng)進(jìn)行建模，提出了適用于對接回收的加權(quán)平均融合算法和基于協(xié)方差匹配度的模糊自適應(yīng)數(shù)據(jù)融合算法，并應(yīng)用卡爾曼多步預(yù)報方法，對UUV回收的運動位置信息進(jìn)行極短期預(yù)報。
　　 最后通過水池半實物仿真實驗驗證所提出的算法。對短基線實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行野值剔除和濾波處理，并與離線小波去噪算法進(jìn)行對比驗證