一种具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法技术

本发明专利技术提供一种具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法，目的是为了解决现有的UUV难以通过自身携带的主动探测声纳探测并规避渔船拖网的问题，所述的UUV避碰方法以计算机程序的方式嵌入到UUV避碰计算机中，包括如下步骤：通过被动探测声纳监听UUV上方区域出现的目标辐射噪声；将目标辐射噪声声纹与渔船声纹数据库中的声纹信息进行匹配比对；根据匹配比对的结果确定UUV是否需要对目标进行规避及其具体规避方案。本发明专利技术针对拖网相对渔船密不可分的特性，通过探测渔船来确定拖网存在并绕开拖网，间接达到了规避渔船拖网的效果，提升了UUV的航行安全。

A UUV Collision Avoidance Method with Trawl Avoidance Function for Fishing Vessels

The invention provides a UUV collision avoidance method with the function of fishing trawl avoidance. The purpose of the method is to solve the problem that the existing UUV is difficult to detect and avoid fishing trawl by its own active detection sonar. The UUV collision avoidance method is embedded in the UUV collision avoidance computer by means of computer program, including the following steps: monitoring the area above UUV by passive detection sonar Target radiated noise; matching the target radiated noise voiceprint with the voiceprint information in the fishing vessel voiceprint database; determining whether UUV needs to evade the target and its specific evasion scheme according to the results of matching. According to the inseparability of trawl relative to fishing vessel, the trawl is determined by detecting the fishing vessel to exist and bypass the trawl, which indirectly achieves the effect of avoiding the trawl of fishing vessel and improves the navigation safety of UUV.

【技术实现步骤摘要】
一种具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法
本专利技术涉及一种具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法，用于对UUV在执行任务过程中可能遭遇的渔船拖网进行探测及规避。
技术介绍
随着UUV相关技术的发展，其在军用以及民用领域内有着越来越广泛的应用。UUV在执行各类水下任务时，其面临的主要安全威胁就是渔网缠绕，这些渔网不仅对UUV的航行任务造成阻碍，更对UUV自身推进器的工作安全产生巨大威胁。渔网分为漂网和拖网两种，对于漂网，由于常处于近水面，UUV可采取空间错层的策略，通过大深度航行避免漂网障碍；然而对于动辄拖到水底的大面积拖网，采取相同的空间错层策略并不能达到预期的规避效果，因此研究UUV的渔船拖网规避方法十分必要。查阅国内外研究现状，相关研究主要集中在UUV如何利用自身携带的主动探测声纳探测并规避岛屿、礁石、水下机动目标、水下系留装置等常规避碰目标，或是为UUV加装了可切割渔网的防护装置。在现有的研究中，探测声纳能够探测到的对象仍为具有固定形状的固体，而对于漂浮无定形的柔性渔船拖网，声纳传感器对其的探测率极低。对于UUV被渔船拖网缠绕之前的拖网探测及规避问题，查阅国内外相关文献以及专利库，尚未检索到相关的文献和专利，因此UUV对渔船拖网的规避尚无可借鉴的解决方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的UUV无法通过自身携带的主动探测声纳探测并规避渔船拖网的问题而提供一种具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法。本专利技术的目的是这样实现的：步骤如下：步骤一：UUV进入避碰状态，通过被动探测声纳监听UUV上方区域出现的目标辐射噪声；步骤二：避碰计算机接收并处理被动探测声纳探测到的信息，将目标辐射噪声声纹与渔船声纹数据库中的声纹信息进行匹配比对，步骤三：根据匹配比对的结果确定UUV是否需要对目标进行规避及其具体规避方案；步骤四：UUV绕离危险区域，完成避碰任务。本专利技术还包括这样一些结构特征：1.步骤一中被动探测声纳安装于UUV的背部，针对拖网相对渔船密不可分的特性，被动探测声纳通过探测渔船的辐射噪声，来确定渔船及拖网的中心方位。2.步骤二中渔船声纹数据库由预先录入的不同船型、不同推进功率的渔船辐射噪声声纹信息组成，匹配结果为：确定目标是否渔船、船型、推进功率。3.步骤三具体为：当匹配比对的结果为确认目标为某型渔船时，则认为存在渔船拖网，即需要对目标进行规避，UUV避碰计算机根据渔船和拖网的中心方位，以及推知的渔网最大长度L，调度UUV绕行规避渔船拖网。4.调度UUV绕行规避渔船拖网具体是：划定以渔船和拖网的中心为圆柱上底面中心，以渔网最大长度L为半径，以UUV所在区域底深为高度的圆柱形区域为危险区域，避碰计算机根据上述信息，重新规划UUV避碰行进路线，调度UUV以避碰半径r绕离该危险区域以规避渔船拖网，r＞L。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术考虑到主动探测声纳只能探测到常规避碰目标，无法对渔船拖网进行探测，而拖网相对渔船又具有密不可分的特性，本专利技术通过探测渔船来确定拖网存在，间接达到了探测拖网的效果。采用通过探测渔船来确定拖网存在的方法，虽然在渔船不拖带渔网的情况下会发生误判，但不会漏判渔网的存在，从而保障UUV免于渔船拖网缠绕。在UUV航行过程中，当遇到柔性渔船拖网时，该方法可做出判断并调度UUV绕行规避障碍，从很大程度上提升了UUV的航行安全及设备安全。附图说明图1为具备渔船拖网规避功能的UUV避碰过程软件实现流程图；图2为具体实施方式中UUV避碰方法的实现原理图；图3为具体实施方式中UUV避碰方法在规避渔船拖网时的工作示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述的一种具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法，如图2所示，需要被动探测声纳、渔船声纹数据库、避碰计算机配合工作；所述的被动探测声纳安装于UUV的背部，其采集到的信息直接传输至避碰计算机进行处理，如图2所示；所述的渔船声纹数据库如图2所示，当被动探测声纳探测到渔船辐射噪声后，由避碰计算机调取其内部信息，配合完成后续的匹配比对过程；所述的避碰计算机如图2所示，接收被动探测声纳探测到的目标辐射噪声信息，并调取渔船声纹数据库中的声纹信息完成匹配比对过程。本实施方式所述的具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法，以计算机程序的方式嵌入到UUV避碰计算机中，包括如下步骤：步骤一：建立渔船声纹数据库：考虑不同船型、不同推进功率的渔船，结合噪声特征的统计分析技术，分别录入其具体船型、推进功率，以及对应的辐射噪声声纹信息，即包含有上述渔船统计特征的身份信息。步骤二：UUV进入避碰状态，被动探测声纳开始监听：当UUV开始其航行任务并进入避碰状态后，由被动探测声纳持续对UUV上方区域进行监听、探测。步骤三：避碰计算机接收并处理被动探测声纳探测到的信息：避碰计算机根据噪声特性的统计分析技术，通过将上述步骤二中被动探测声纳探测到的目标辐射噪声声纹与调取的渔船声纹数据库中的各渔船声纹信息进行匹配比对，确定目标噪声的声纹信息是否与渔船声纹数据库中的渔船声纹信息相匹配，若目标的匹配结果为某型渔船，则认为UUV存在拖网缠绕的危险，则根据渔船声纹数据库的信息进一步确定目标船型、推进功率。结合经验及渔船的船型、推进功率，进一步推知渔船可拖曳拖网的最大长度L。步骤四：避碰计算机进行避碰解算：根据步骤三的结果，当确定UUV上方区域出现的避碰目标是渔船时，根据被动探测声纳探测到的渔船和拖网的中心方位及推知的渔网最大长度L，划定以渔船和拖网的中心为圆柱上底面中心，以渔网最大长度L为半径，以UUV所在区域底深为高度的圆柱形区域为危险区域，避碰计算机根据上述信息，重新规划UUV避碰行进路线，调度UUV以避碰半径r(r＞L)绕离该危险区域以规避渔船拖网。步骤五：UUV绕离危险区域，完成避碰任务。综上，本专利技术是一种具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法，目的是为了解决现有的UUV难以通过自身携带的主动探测声纳探测并规避渔船拖网的问题，所述的UUV避碰方法以计算机程序的方式嵌入到UUV避碰计算机中，包括如下步骤：通过被动探测声纳监听UUV上方区域出现的目标辐射噪声；将目标辐射噪声声纹与渔船声纹数据库中的声纹信息进行匹配比对；根据匹配比对的结果确定UUV是否需要对目标进行规避及其具体规避方案。本专利技术针对拖网相对渔船密不可分的特性，通过探测渔船来确定拖网存在并绕开拖网，间接达到了规避渔船拖网的效果，提升了UUV的航行安全。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法，其特征在于：步骤如下：步骤一：UUV进入避碰状态，通过被动探测声纳监听UUV上方区域出现的目标辐射噪声；步骤二：避碰计算机接收并处理被动探测声纳探测到的信息，将目标辐射噪声声纹与渔船声纹数据库中的声纹信息进行匹配比对，步骤三：根据匹配比对的结果确定UUV是否需要对目标进行规避及其具体规避方案；步骤四：UUV绕离危险区域，完成避碰任务。

【技术特征摘要】
1.一种具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法，其特征在于：步骤如下：步骤一：UUV进入避碰状态，通过被动探测声纳监听UUV上方区域出现的目标辐射噪声；步骤二：避碰计算机接收并处理被动探测声纳探测到的信息，将目标辐射噪声声纹与渔船声纹数据库中的声纹信息进行匹配比对，步骤三：根据匹配比对的结果确定UUV是否需要对目标进行规避及其具体规避方案；步骤四：UUV绕离危险区域，完成避碰任务。2.根据权利要求1所述的一种具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法，其特征在于：步骤一中被动探测声纳安装于UUV的背部，针对拖网相对渔船密不可分的特性，被动探测声纳通过探测渔船的辐射噪声，来确定渔船及拖网的中心方位。3.根据权利要求2所述的一种具备渔船拖网规避功能的UUV避碰方法，其特征在于：步骤二中渔船声纹数据库由预先录入...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐健，陈冬，李娟，蒋天皓，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23