AUV水下地形匹配導(dǎo)航的路徑規(guī)劃方法.pdf

1、智能水下機(jī)器人AUV在長時間、大航程的工作過程中，導(dǎo)航系統(tǒng)的精準(zhǔn)是保證其安全穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的導(dǎo)航系統(tǒng)中，慣性導(dǎo)航和航位推算導(dǎo)航都會隨著時間的推移、路程的增加，使得其累積誤差過大。地形匹配輔助導(dǎo)航方法僅需要利用海底地形信息便可以實現(xiàn)對傳統(tǒng)導(dǎo)航累積誤差的修正工作，使得AUV避免了上浮利用GPS修正導(dǎo)航誤差的工作。這個優(yōu)點，使得AUV的長期、隱蔽水下作業(yè)有了保障。本文重點針對AUV水下大航程轉(zhuǎn)移時，為提高匹配算法的穩(wěn)定性，對AUV的行進(jìn)

2、路徑進(jìn)行規(guī)劃。
　　首先，本文系統(tǒng)的介紹水下地形匹配輔助導(dǎo)航的常見匹配算法，有 TERCOM、貝葉斯估計以及 SITAN方法等，詳細(xì)介紹了這些方法的基本原理、匹配過程以及各個算法的優(yōu)缺點等等。其次，分析了地形圖中各種用于描述地形特征的參數(shù)，給出了其相應(yīng)的定義、計算公式以及取值范圍等。重點講解了地形高程熵的適配性問題。通過MATLAB仿真，驗證了熵值較小時有利于TERCOM算法下的地形匹配。同時，通過分析得到了相應(yīng)的臨界地形高程熵值

3、，并給出了尋找該臨界值的方法，并簡單分析了在地形高程熵值大于臨界值時的適配性問題。再者，為了實現(xiàn)AUV在轉(zhuǎn)移過程中，主動的選擇合適的匹配定位的位置區(qū)域，本文提出了一種扇形搜索適配區(qū)域的方法。詳細(xì)地分析了在利用扇形搜索過程中，扇形開角、限制線以及目標(biāo)點輔助區(qū)域等細(xì)節(jié)問題。并仿真驗證了該方法的可行性，得到了幾條不錯的路徑。最后，本文利用分析計算得到的臨界地形高程熵值和人工勢場的方法，對扇形搜索的過程進(jìn)行了優(yōu)化，得到了更為合適的AUV行進(jìn)路徑