UUV回收對(duì)接的數(shù)據(jù)融合及預(yù)報(bào)方法研究.pdf

1、水下無人潛航器(UUV)深水作業(yè)時(shí)一般時(shí)間較長(zhǎng)，其作業(yè)時(shí)間絕大程度上受限于其自身所攜帶的能源。為實(shí)現(xiàn)能源的補(bǔ)充以及數(shù)據(jù)的回收、新使命任務(wù)的下載必須對(duì)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(duì)接回收能有效的縮短UUV水下作業(yè)時(shí)間、提高工作效率、降低回收風(fēng)險(xiǎn)。這是本文所研究的背景。
　　 UUV對(duì)接回收時(shí)首先需要對(duì)水下對(duì)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(duì)對(duì)接平臺(tái)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(jiǎn)單、高效、安全的對(duì)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(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理。針對(duì)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(jī)時(shí)間、采樣頻率不同造成的時(shí)間不同步，分別進(jìn)行空間配準(zhǔn)和時(shí)間配準(zhǔn)。針對(duì)傳感器的異常數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)

3、了根據(jù)數(shù)據(jù)變化率自動(dòng)調(diào)節(jié)閾值的野值剔除算法，并對(duì)剔野值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊自適應(yīng)濾波。
　　 針對(duì)UUV自主回收過程中的精確定位問題，對(duì)融合系統(tǒng)進(jìn)行建模，提出了適用于對(duì)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(bào)方法，對(duì)UUV回收的運(yùn)動(dòng)位置信息進(jìn)行極短期預(yù)報(bào)。
　　 最后通過水池半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所提出的算法。對(duì)短基線實(shí)驗(yàn)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(duì)比驗(yàn)證