操纵性约束下的无人艇区域覆盖路径规划

随着日益增长的水域开发需求,区域覆盖是无人艇面向应用的重要能力。然而,经典的平行线扫描路径规划在转弯处期望艏向角不连续,无人艇路径跟踪误差大,单位航程区域覆盖率低。为此,基于无人艇操纵性约束,提出平行线扫描路径规划方法。该方法根据扫海宽度与无人艇定常回转直径大小关系,结合无人艇艏向角连续约束,着重对回转段进行路径规划。经仿真验证,该方法可实现对任意扫海宽度与无人艇回转直径进行区域覆盖路径规划。相比经典平行线扫描路径规划,该方法提高了无人艇单位航程区域覆盖率,提升了无人艇路径跟踪效果。     

海上威胁环境及无人作战装备发展方向探析

通过分析我国海洋自然环境及其面临的战场环境,认清深远海蓝军兵力的现实威胁,明确采用水中无人作战装备是应对未来远程作战的重要方式。重点探讨了水中无人作战装备需求,指出具备深远海投送能力、网络化信息处理能力、智能化自主作战能力的新质水中无人系统作战装备,是未来深远海作战武器装备的主要技术发展方向。     

基于改进遗传算法的无人水下航行器路径规划

针对无人水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）运动约束多,传统遗传算法的路径寻优效率低、收敛速度慢等问题,提出了一种改进遗传算法的 AUV 路径规划方法。该算法选用栅格法构建环境,使用路径长度、平滑度和危险区域作为评价函数。改进遗传算法种群初始化过程,引入周围点栅格提高收敛速度,同时结合灾变思想避免群体陷入局部最优解。该算法根据 AUV 最大转角的约束条件,设计了 AUV 平滑过程和删除过程,避免了 AUV 航行出现急停急转。仿真及湖上试验结果表明：改进遗传算法相比传统遗传算法,路径长度减少 11.4%,收敛速度加快 20.0%,且收敛路径满足 AUV 航行约束要求。     

基于自抗扰的双环路UUV航向角控制方法

针对水下无人航行器（UUV）受到海流海浪等外部扰动与内部模型不确定导致航向角控制品质下降的问题,提出一种基于自抗扰（ADRC）的双环路航向角控制方法。首先,建立了 UUV 的六自由度动力学、运动学模型与水平面动力学模型。然后,设计了一种非线性控制器,将自抗扰控制与双控制环路相结合, 针对系统航向控制所受内部与外部等非线性因素的影响,采用扩张状态观测器对“总和”扰动进行观测与补偿。 在采用自抗扰控制的航向角反馈控制回路的基础上,增加航向角速度内环,降低系统对扰动的灵敏度,改造被控对象的传递函数,为外环路提供良好的被控对象模型。最后,通过仿真实验验证了该控制方法的有效性。     

基于AFSA的高速无人艇操纵模型参数辨识

为了对高速无人艇的操纵性能进行预报,提升其操控性能,准确地建立无人艇操纵运动模型十分关键.针对传统模型试验求解模型参数较为复杂的问题,提出一种基于人工鱼群算法(AFSA)的高速无人艇操纵响应模型参数辨识方法.通过差分将操纵响应模型离散化处理,变换构造相应的辨识模型,然后基于AFSA对状态向量寻优求解,辨识得到无人艇操纵...     

智能无人船单波束测深系统在水下地形测量中的应用

阐述智能无人船搭载单波束测深系统在河湖库区水下地形测量中的应用，根据无人船单波束测深原理及水下地形测量技术流程，从测深水域范围确定、测线布设、测深数据处理与分析、水深数据精度检核、水下DEM生成等各个关键技术环节进行研究与分析。以山西省某水库为例，以较完善反映水底地形地貌的前提下，兼顾测量效率和成本，确定最佳技术路线和方案，为从事水下测量作业的工作者提供参考。     

AUV水下移动重力测量建模及误差分析

水下移动重力测量能够连续实施近水底的重力勘测,如使用自主水下无人航行器(AUV)还能允许水面母船同时执行多个任务,进而降低水下重力测量相关的高昂成本和准入门槛.研究了水下移动重力测量的基本原理和方法,建立了水下移动重力测量模型和相应的误差模型,重点分析了捷联式重力仪的传感器、姿态、位置、速度等误差源.讨论了达到1 mg...     

智能无人测量船在水下地形测绘中的应用

工程建设需要获取水下地形数据，GNSS+智能无人船测绘系统应用非常广泛，可获取翔实的水下地形数据，为科学设计提供基础资料。本文介绍了智能无人船系统组成、与传统作业模式对比分析、测深仪的基本原理，通过测绘工程实例，介绍了无人船水下地形测量航线规划，自动测深作业，采用中值滤波来进行水深测量点粗差剔除，数据处理取样。通过对布设检查线数据的分析，检查断面与测深断面相交处水深点的深度较差，结果均满足规范要求。实现了智能无人测量船代替人工完成水下地形的测量工作，大大提高测量精度与效率并减少人员涉水风险。同时提出了目前仍存在的一些问题以及对未来的展望。     

无人机GPS欺骗干扰攻击对策

自主和半自主的无人机群(unmanned aerial vehicles,UAVs)开始引发大量的研究兴趣和来自各种民用应用领域的需求，然而，为成功执行各种任务，无人机群需要GPS的信号.民用GPS信号是未加密和未认证的，这为GPS欺骗攻击的实施提供了便利，在这些攻击中，对手通过模仿真实的GPS信号，并将其广播给目标无人机，以改变其航线，迫使其降落或坠毁.在这项研究中，提出了一种GPS欺骗检测机制，能够检测单发射器和多发射器的GPS欺骗攻击，以防止改变其航线或坠毁. GPS欺骗是基于比较每两个蜂群成员之间从其GPS坐标计算出的距离和同一蜂群成员之间从脉冲无线电超宽带测距获得的距离，如果距离的差异大于选定的阈值，则宣布检测到GPS欺骗攻击.通过案例证明：检测机制优于现存的检测技术，它无需修改原有的天线和安装额外的硬件，便可检测GPS欺骗攻击，并且也不需要复杂的计算和通信开销，减少了误报，使检测机制更加可靠.