一种基于入侵杂草算法的水下航行器定位方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种基于入侵杂草算法的水下航行器定位方法
本专利技术属于水下航行器导航定位
，具体涉及一种基于入侵杂草算法的水下航行器定位方法。
技术介绍
高精度的水下导航与定位是航行器水下作业时必须面对的关键问题之一。而水下环境较陆地、空中更加复杂多变，目前水下航行器多用惯导系统作为主要导航设备，借助其他辅助设备抑制惯导系统导航误差的发散，从而实现组合导航，提高导航精度，水下导航与定位的目的就是使水下航行器获得较高的位置精度。超短基线水声定位系统由于其尺寸小，使用、维护方便，定位精度较高，而多与惯导系统结合，构成组合导航系统，但这种定位方式精度随航行器与信标之间的距离的增大而降低。同时，无论是哪种辅助导航设备，当惯导系统或辅助导航设备任何一方发生故障时，导航系统会因无法得到外部修正，导航误差会大幅度增加，导航精度会迅速降低，进而航行器会失去定位能力，甚至可能跑丢。因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理的基于入侵杂草算法的水下航行器定位方法，利用已有的水声阵列，抑或重新布放，当航行器进入信标阵列后，对航行器实时位置进行定位，这些位置信息可以直接使用，从而在水下航行器...
【技术保护点】
一种基于入侵杂草算法的水下航行器定位方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、构建水下无线传感器网络：将信标(2)作为无线传感器网络的锚节点布放在水下航行器(1)航行的工作水域位置，信标(2)数量至少为三个且至少三个信标(2)不在同一条直线上布放，每个信标(2)处于同一深度，每个信标(2)均与中心处理单元(3)通信；步骤二、判断水下航行器是否航行至工作水域位置：水下航行器(1)航行时通过航行控制器(1‑3)驱动换能器(1‑6)，采用无线收发模块(1‑7)发出无线探测信号，当处于工作水域位置内的信标(2)接收到水下航行器(1)信号时，说明水下航行器(1)航行至工作水域位置，...
【技术特征摘要】
1.一种基于入侵杂草算法的水下航行器定位方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、构建水下无线传感器网络：将信标(2)作为无线传感器网络的锚节点布放在水下航行器(1)航行的工作水域位置，信标(2)数量至少为三个且至少三个信标(2)不在同一条直线上布放，每个信标(2)处于同一深度，每个信标(2)均与中心处理单元(3)通信；步骤二、判断水下航行器是否航行至工作水域位置：水下航行器(1)航行时通过航行控制器(1-3)驱动换能器(1-6)，采用无线收发模块(1-7)发出无线探测信号，当处于工作水域位置内的信标(2)接收到水下航行器(1)信号时，说明水下航行器(1)航行至工作水域位置，执行步骤三；当处于工作水域位置内的信标(2)未接收到水下航行器(1)信号时，说明水下航行器(1)未航行至工作水域位置，信标(2)与中心处理单元(3)均处于休眠模式；步骤三、建立二维平面直角坐标系：采用中心处理单元(3)建立二维平面直角坐标系，以水下航行器(1)在至少三个信标(2)所处平面的投影作为坐标原点建立二维平面直角坐标系O-xy；步骤四、随机产生N个初始杂草：采用中心处理单元(3)在二维平面直角坐标系O-xy中随机产生N个初始杂草，N为正整数；步骤五、根据公式计算第k个初始杂草的适应度值fk(x,y)，其中，k为正整数且k≤N，M为信标(2)的数量，(xi,yi)为第i个信标(2)在二维平面直角坐标系O-xy中的坐标，(xk,yk)为第k个初始杂草在二维平面直角坐标系O-xy中的坐标，di为无线收发模块(1-7)采集的第k个初始杂草与第i个信标(2)之间的距离；步骤六、N次重复步骤五，分别获取N个初始杂草的适应度值；步骤七、根据公式计算第k个初始杂草繁殖产生的种子数，其中，fmin(x,y)为N个初始杂草中适应度最小值，fmax(x,y)为N个初始杂草中适应度最大值，Smax为杂草产生的最大种子数，Smin为杂草产生的最小种子数；步骤八、确定第k个初始杂草繁殖产生种子的分布位置：根据确定第k个初始杂草产生的第t个种子的位置，其中，iter为迭代次数，σiter为第iter次迭代种子的标准差且itermax为最大迭代次数，m为非线性调和指数且m＝3，σinitial为起始标准差，σfinal为终止标准差，t为正整数且t≤Nk；步骤九、N次重复步骤七至步骤八，分别获取N个初始杂草首次繁殖产生...
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