A Safety Strategy Design Method of Autonomous Navigation for Long-Range Delivered Undersea Vehicle
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摘要: 远程投送水下航行器因其航程较远, 加之复杂海底深度突变、岛礁等障碍物阻碍以及导航精度偏差等因素, 可能存在碰撞、触底等自主航行风险, 迫切需要开展自主航行安全性策略设计研究。现有的研究成果需要的传感器信息较多、通用性不强、算法相对复杂, 无法满足测试信息较少的远程投送水下航行器自主导航要求。文中提出了一种基于作图法的航路再规划方法, 以及基于航行深度控制数学模型的航行深度控制设计方法, 在保证安全性的前提下, 以最短路径和深度控制相对稳定为设计准则, 分析了平坦的常规水深(含深水)、浅水深度控制以及深度突变情况下航行深度控制, 并给出了控制流程。通过仿真数据分析, 验证了该方法的可行性。该方法是一种简便、通用的远程投放水下航行器自主航行安全性策略设计方法, 可满足大部分情况下的航行安全性要求。Abstract: For delivering undersea vehicle in a long range, it is extremely necessary and urgent to research the safety strategy design method of autonomous navigation. The design methods in current researches cannot meet the requirements for autonomous navigation of long-range delivering undersea vehicle with small amount of testing data because they need more sensor information and have lower universality, and higher algorithms complexity. A route re-planning method based on the drawing method, as well as a mathematical model-based depth control design method, is proposed in this paper. On the premise of ensuring safety, the shortest path and steady depth control is taken as the criterion to analyze the depth control in the conditions of flat normal water depth(including deep water), shallow water, and sudden change of depth, and control flow is given. Simulation results verify that this method is simple and universal for safety strategy design of autonomous navigation for long-range delivered undersea vehicle, and it meets the navigation safety requirements for various circumstances.
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Key words:
- undersea vehicle /
- long-range delivery /
- autonomous navigation /
- safety strategy
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[1] 严浙平, 邓超, 赵玉飞, 等. 无人水下航行器近海底空间路径规划方法[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2014, 35(3): 307-312.Yan Zhe-ping, Deng Chao, Zhao Yu-fei, et al. Path Planning Method for UUV Near Sea Bottom[J]. Journal of Harbin Engineering University, 2014, 35(3): 307-312. [2] 杨光仪. 自主水下航行器近水面的预测控制策略研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2017: 139-140. [3] 周易. UUV地形跟踪安全性评估及航行模式切换控制方法研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2016: 10-45. [4] 胡纽, 董春凯, 王志强. 基于避碰声纳的远程鱼雷水下自主避障规避算法研究[J]. 船舶科学技术, 2016, 38(5): 116-120.Hu Niu, Dong Chun-kai, Wang Zhi-qiang. Study on the Algorithm of Remote Torpedo Underwater Autonomous Obstacle Avoiding Using the Collision Avoidance Sonar[J]. Ship Science and Technology, 2016, 38(5): 116-120. [5] 曹璟. 复杂环境下AUV路径规划方法研究[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2011: 30-42. [6] 王哲. 无人艇自动避碰策略的研究[D]. 大连: 大连海事大学, 2013: 21-33. [7] 孙宇彤. 基于信息融合的无人水面艇避碰控制研究[D]. 大连: 大连海事大学, 2018: 10-24. [8] 陈钦丽. 无人水下航行器群体协同作业多任务自主规划方法研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2016: 25-30. [9] 毛宇峰. 智能水下机器人路径规划技术研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2006:14-28. [10] 赵智. 面向UUV航行威胁的自主感知与决策方法研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2011: 55-56. [11] 金久才. 无人水下自主航行器避碰研究[D]. 呼和浩特: 内蒙古大学, 2008.
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