基于变维卡尔曼滤波的UUV目标运动优化估计方法

为实现无人水下航行器精准、安全的跟踪目标从而高效地实现目标的信息采集,提出了一种针对该个体的目标运动优化估计方法。此方法通过建立目标运动模型,基于卡尔曼滤波基本原理,利用变维卡尔曼滤波的方法,达到UUV个体对目标运动状态准确估计的预期效果。为提高该方法的可行性,在利用最小化目标位置估计协方差矩阵完成目标运动轨迹估计及优化的过程中,考虑实际UUV机动时的最大速度限制、与目标最小距离的限制。文章详细阐述该方法的实现和步骤,并通过仿真实验验证了该优化算法的有效性。     

Delphi开发环境下的实时数据采集程序设计

本文介绍了利用Delphi开发平台开发数据采集程序的两种方法，并结合某测深仪给出了一个编程的例子.     

虚拟现实在多目标水下作业中的应用

基于软件平台Vega和Creator软件开发出多目标水下作业的视景仿真系统。文中详细描述了开发本仿真系统的意义、硬件系统的组成、系统软件的选择、模型的建立、虚拟海洋环境的生成，以及软件系统的设计与实现。仿真结果表明，该系统能逼真地演示出多目标水下作业的整个过程，能实现从多个视角有效地观察整个水下作业过程中各个物体的运动情况，并且满足不同情况下的仿真需要。该文最终建立一个基于水下作业的多目标动态的视景仿真系统，生成三维视景效果场景，做出视景仿真管理界面。     

套管式直流蒸汽发生器动态特性仿真研究

套管式直流蒸汽发生器是一种采用双面传热的新型蒸汽发生器.在中心管和环管外侧与环形通道流体间热流密度相等的假设基础上,合理选择集中参数并应用可动边界的处理方法对套管式直流蒸汽发生器传热管进行了动态仿真.仿真结果与热工水力定性机理分析结果及相关的试验结果相符,从而验证了仿真方法是有效的.     

自治水下机器人深度的鲁棒H∞控制仿真

研究了鲁棒H∞控制在自治水下机器人(AUV)深度控制中的应用.根据刚体空间运动和流体力学理论建立了AUV垂直面运动的数学模型,并在特定的工作点对模型进行了线性化处理得到了AUV垂直面运动的控制设计模型.根据鲁棒H∞控制理论设计了自治水下机器人垂直面运动的深度控制器.仿真结果表明,该控制器在减轻/克服AUV运动模型的不确定性,严重的非线性和外界干扰等方面有明显的效果,具有很好的动态性能,系统的鲁棒性强.     

强化学习在移动机器人自主导航中的应用

概述了移动机器人常用的自主导航算法及其优缺点,在此基础上提出了强化学习方法。描述了强化学习算法的原理,并实现了用神经网络解决泛化问题。设计了基于障碍物探测传感器信息的机器人自主导航强化学习方法,给出了学习算法中各要素的数学模型。经仿真验证,算法正确有效,具有良好的收敛性和泛化能力。     

基于部分可观马氏决策的AUV全局路径规划

自治式水下机器人在复杂海洋环境航行时要求寻找一条从给定起始点到终止点的较优的运动路径,安全、无碰撞地绕过所有的障碍物.提出了一种基于部分可观察马尔可夫决策过程,并结合预测障碍物运动的全局路径规划新方法; 给出了部分可观马尔可夫决策的数学模型;建立了树状的分层部分可观马尔可夫决策模型,并在路径规划中应用;提出了短期预测和长期预测两种针对水下障碍物运动轨迹预测的方法;最后通过仿真实验对AUV的全局路径规划能力进行了仿真验证,为今后的实艇试验打下了很好的基础.     

基于传感器信息的AUV局部避碰研究

采用势场法对自主水下机器人(AUV)进行局部避碰规划.在建立前视声呐视域模型和人工势场模型的基础上,对AUV进行决策控制,通过梯度逼近法对目标进行搜索,快速规划出一条无碰撞的路径.在障碍物检测上,设计了监测模块,实时检测障碍的类型,指导AUV进行运动轨迹解算.在AUV深度控制上,设计了AUV深度行为模糊协调器,对最小潜深、最小距底高度进行协调,实时解算AUV深度行为.开发了AUV运动规划与仿真的半实物软件系统,仿真实验证明了算法的合理性与可行性.研究对于提高AUV的自主性和安全性具有重要的应用价值.     

基于多波束前视声纳的AUV实时避障方法研究

在未知海洋环境下的远程航海过程中，基于前视声纳的避障能力是AUV（自治式水下机器人）的一个基本要求．提出了一种基于多波束前视声纳的实时避障专家系统．介绍了声纳特性以及障碍物描述方法,给出了避障专家系统的结构，说明了避障专家系统的决策过程．结合当前任务执行信息设计了专家系统知识库，针对声纳图像设计并实现了一种可以给出避障和重规划指令的推理机．最后，通过湖试对AUV避障专家系统进行了验证．     

基于三维速度势场的AUV局部避碰研究

以势场方法的思想为出发点，提出一种基于速度势场的AUV局部避碰仿真方法．根据AUV的特点建立了空间碰撞危险区域和由水平面速度势场和垂直面速度势场组成的三维速度势场．该方法较好地利用了相对速度的信息．仿真实验证明此方法可以使AUV在水下多运动障碍物的环境中得到较好的局部避碰效果，为今后的海试打下了很好的基础．