水下磁目标分布式搜索方法技术

本发明专利技术提供了一种水下磁目标分布式搜索方法，该方法包括：探测水下磁目标初始位置范围和无人机搭载平台至水下磁目标初始位置范围最近的距离；计算水下磁目标最大逃逸范围的半径；发射第一无人机组和第二无人机组；第一无人机组沿第一环线进行搜索，第二无人机组沿第二环线进行搜索，判断无人机组是否发现水下磁目标；在进行环线搜索的同时抛撒磁浮标，判断磁浮标搜索环是否发现水下磁目标；若无人机组、或磁浮标搜索环发现水下磁目标则搜索结束，反之，无人机组转入同向平行搜索直至无人机组或磁浮标搜索环发现磁目标则搜索结束。应用本发明专利技术的技术方案，能够解决现有技术中磁目标搜索方法搜索时间长、搜索效率低、易丢失磁目标的技术问题。

Distributed searching method for underwater magnetic target

【技术实现步骤摘要】
水下磁目标分布式搜索方法
本专利技术涉及磁探测
，尤其涉及一种水下磁目标分布式搜索方法。
技术介绍
地磁场一般随时间、空间发生有规律的缓慢变化，当有磁性物质存在时，该物质本身所具有的磁场和在地磁场感应下的磁场均会叠加于地磁场上，使地磁场在一定区域内出现异常。地球陆地及海洋中蕴藏有大量金属矿产，水下军事装备如潜艇、水雷等主要由金属材料构成，其中的磁性物质均会导致周围地磁场出现异常。因此，通过检测与识别地磁场异常信息，实现磁性物质的探测与识别，在资源勘探、水下目标探测等领域应用广泛，是国民经济发展与国防建设亟需提升的关键核心技术。磁探测系统具有定位精度高的显著特点，可应用于水下磁目标探测过程中的最终搜索定位环节。若传统采用一架有人机或无人机进行搜索，由于单架飞行平台搜索幅宽有限，需采用多次往复飞行进行搜索方式，搜索时间长，搜索效率低；同时，考虑水下磁目标的运动，存在在飞行平台往复飞行过程中丢失水下磁目标的风险。因此，现有技术中，传统磁探测系统的磁目标搜索方法存在搜索时间长、搜索效率低、易丢失磁目标的缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供了一种水下磁目标分布式搜索方法，能够解决现有技术中磁目标搜索方法搜索时间长、搜索效率低、易丢失磁目标的技术问题。根据本专利技术的一方面，提供了一种水下磁目标分布式搜索方法，该水下磁目标分布式搜索方法包括：步骤一，探测水下磁目标初始位置范围，获取水下磁目标初始位置范围的半径并探测无人机搭载平台至水下磁目标初始位置范围最近的距离；步骤二，根据水下磁目标初始位置范围的半径、水下磁目标运动速度、无人机搭载平台至水下磁目标初始位置范围最近的距离和无人机的运动速度计算水下磁目标最大逃逸范围的半径；步骤三，无人机搭载平台发射第一无人机组和第二无人机组至水下磁目标最大逃逸范围与无人机搭载平台最近的位置；步骤四，第一无人机组沿第一环线进行搜索，第二无人机组沿第二环线进行搜索，第一环线的搜索范围和第二环线的搜索范围覆盖水下磁目标最大逃逸范围的整个圆周，判断第一无人机组或第二无人机组是否发现水下磁目标；在进行第一环线搜索和第二环线搜索的同时向水下抛撒磁浮标以形成覆盖水下磁目标最大逃逸范围的整个圆周的磁浮标搜索环，判断磁浮标搜索环是否发现水下磁目标；步骤五，若第一无人机组、第二无人机组或磁浮标搜索环发现水下磁目标则水下磁目标的搜索结束；若第一无人机组、第二无人机组或磁浮标搜索环均未发现水下磁目标，第一无人机组和第二无人机组转入同向平行搜索直至第一无人机组、第二无人机组或磁浮标搜索环发现磁目标则水下磁目标的搜索结束，同向平行搜索的范围覆盖水下磁目标最大逃逸范围中未被第一环线搜索、第二环线搜索和磁浮标搜索环覆盖的区域。进一步地，步骤四中第一无人机组沿第一环线进行搜索，第二无人机组沿第二环线进行搜索具体包括：第一无人机组先沿第一方向搜索后沿第二方向搜索，第一方向和第二方向呈夹角设置，第二无人机组先沿第三方向搜索后沿第四方向搜索，第三方向和第四方向呈夹角设置。进一步地，第一方向、第二方向、第三方向和第四方向分别与水下磁目标最大逃逸范围的整个圆周相切，第一方向与第二方向之间的夹角为90°，第三方向与第四方向夹角90°，第一方向与第三方向之间的夹角为90°。进一步地，步骤二具体包括：根据计算水下磁目标最大逃逸范围的半径，其中，r2是水下磁目标最大逃逸范围的半径，r1是水下磁目标初始位置范围的半径，v目是水下磁目标的最大运动速度，S是无人机搭载平台至水下磁目标初始位置范围最近的距离，v机机是无人机的运动速度，N是水下磁目标最大逃逸范围的扩散系数，N∈[1.5,2]。进一步地，步骤四中第一无人机组包括多个第一无人机，第二无人机组包括一个第二无人机，在沿环线进行搜索时，多个第一无人机中的其中一个第一无人机和第二无人机的搜索范围覆盖水下磁目标最大逃逸范围的整个圆周，多个第一无人机中的其他第一无人机在水下磁目标最大逃逸范围内对水下磁目标进行搜索。进一步地，步骤四中第一无人机组包括一个第一无人机，第二无人机组包括多个第二无人机，在沿环线进行搜索时，第一无人机和多个第二无人机中的其中一个第二无人机的搜索范围覆盖水下磁目标最大逃逸范围的整个圆周，多个第二无人机中的其他第二无人机在水下磁目标最大逃逸范围内对水下磁目标进行搜索。进一步地，步骤四中第一无人机组包括多个第一无人机，第二无人机组包括多个第二无人机，在沿环线进行搜索时，多个第一无人机中的其中一个第一无人机和多个第二无人机中的其中一个第二无人机的搜索范围覆盖水下磁目标最大逃逸范围的整个圆周，多个第一无人机中的其他第一无人机和多个第二无人机中的其他第二无人机在水下磁目标最大逃逸范围内对水下磁目标进行搜索。进一步地，步骤四中磁浮标的总数量为至少两个。进一步地，步骤一具体包括：采用声纳探测水下磁目标初始位置范围，获取水下磁目标初始位置范围的半径并探测无人机搭载平台至水下磁目标初始位置范围最近的距离。进一步地，步骤四中第一环线搜索、第二环线搜索、磁浮标搜索和同向平行搜索均采用磁强计探测水下磁目标。应用本专利技术的技术方案，提供了一种水下磁目标分布式搜索方法，该水下磁目标分布式搜索方法通过无人机的环线搜索、磁浮标的搜索和无人机的同向平行搜索相结合的方式大幅提高了水下磁探测的效率，减小了水下磁目标丢失的风险。与现有技术相比，本专利技术能够解决现有技术中磁目标搜索方法搜索时间长、搜索效率低、易丢失磁目标的技术问题。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了根据本专利技术的具体实施例提供的水下磁目标分布式搜索方法示意图；图2示出了根据本专利技术的另一具体实施例提供的水下磁目标分布式搜索方法示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、第一无人机组；11、其中一个第一无人机；12、其他第一无人机；20、第二无人机组；30、磁浮标。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下磁目标分布式搜索方法，其特征在于，所述水下磁目标分布式搜索方法包括：/n步骤一，探测水下磁目标初始位置范围，获取所述水下磁目标初始位置范围的半径并探测无人机搭载平台至所述水下磁目标初始位置范围最近的距离；/n步骤二，根据所述水下磁目标初始位置范围的半径、水下磁目标运动速度、无人机搭载平台至所述水下磁目标初始位置范围最近的距离和无人机的运动速度计算水下磁目标最大逃逸范围的半径；/n步骤三，无人机搭载平台发射第一无人机组(10)和第二无人机组(20)至所述水下磁目标最大逃逸范围与所述无人机搭载平台最近的位置；/n步骤四，所述第一无人机组(10)沿第一环线进行搜索，所述第二无人机组(20)沿第二环线进行搜索，所述第一环线的搜索范围和所述第二环线的搜索范围覆盖所述水下磁目标最大逃逸范围的整个圆周，判断所述第一无人机组(10)或所述第二无人机组(20)是否发现所述水下磁目标；在进行第一环线搜索和第二环线搜索的同时向水下抛撒磁浮标(30)以形成覆盖所述水下磁目标最大逃逸范围的整个圆周的磁浮标搜索环，判断所述磁浮标搜索环是否发现所述水下磁目标；/n步骤五，若所述第一无人机组(10)、所述第二无人机组(20)或所述磁浮标搜索环发现所述水下磁目标则所述水下磁目标的搜索结束；若所述第一无人机组(10)、所述第二无人机组(20)或所述磁浮标搜索环均未发现所述水下磁目标，所述第一无人机组(10)和所述第二无人机组(20)转入同向平行搜索直至所述第一无人机组(10)、所述第二无人机组(20)或所述磁浮标搜索环发现磁目标则所述水下磁目标的搜索结束，所述同向平行搜索的范围覆盖所述水下磁目标最大逃逸范围中未被所述第一环线搜索、所述第二环线搜索和磁浮标搜索环覆盖的区域。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水下磁目标分布式搜索方法，其特征在于，所述水下磁目标分布式搜索方法包括：
步骤一，探测水下磁目标初始位置范围，获取所述水下磁目标初始位置范围的半径并探测无人机搭载平台至所述水下磁目标初始位置范围最近的距离；
步骤二，根据所述水下磁目标初始位置范围的半径、水下磁目标运动速度、无人机搭载平台至所述水下磁目标初始位置范围最近的距离和无人机的运动速度计算水下磁目标最大逃逸范围的半径；
步骤三，无人机搭载平台发射第一无人机组(10)和第二无人机组(20)至所述水下磁目标最大逃逸范围与所述无人机搭载平台最近的位置；
步骤四，所述第一无人机组(10)沿第一环线进行搜索，所述第二无人机组(20)沿第二环线进行搜索，所述第一环线的搜索范围和所述第二环线的搜索范围覆盖所述水下磁目标最大逃逸范围的整个圆周，判断所述第一无人机组(10)或所述第二无人机组(20)是否发现所述水下磁目标；在进行第一环线搜索和第二环线搜索的同时向水下抛撒磁浮标(30)以形成覆盖所述水下磁目标最大逃逸范围的整个圆周的磁浮标搜索环，判断所述磁浮标搜索环是否发现所述水下磁目标；
步骤五，若所述第一无人机组(10)、所述第二无人机组(20)或所述磁浮标搜索环发现所述水下磁目标则所述水下磁目标的搜索结束；若所述第一无人机组(10)、所述第二无人机组(20)或所述磁浮标搜索环均未发现所述水下磁目标，所述第一无人机组(10)和所述第二无人机组(20)转入同向平行搜索直至所述第一无人机组(10)、所述第二无人机组(20)或所述磁浮标搜索环发现磁目标则所述水下磁目标的搜索结束，所述同向平行搜索的范围覆盖所述水下磁目标最大逃逸范围中未被所述第一环线搜索、所述第二环线搜索和磁浮标搜索环覆盖的区域。


2.根据权利要求1所述的水下磁目标分布式搜索方法，其特征在于，所述步骤四中所述第一无人机组(10)沿第一环线进行搜索，所述第二无人机组(20)沿第二环线进行搜索具体包括：所述第一无人机组(10)先沿第一方向搜索后沿第二方向搜索，所述第一方向和所述第二方向呈夹角设置，所述第二无人机组(20)先沿第三方向搜索后沿第四方向搜索，所述第三方向和所述第四方向呈夹角设置。


3.根据权利要求2所述的水下磁目标分布式搜索方法，其特征在于，所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向和所述第四方向分别与所述水下磁目标最大逃逸范围的整个圆周相切，所述第一方向与所述第二方向之间的夹角为90°，所述第三方向与所述第四方向夹角90°，所述第一方向与所述第三方向之间的夹角为90°。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的水下磁目...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦杰，王春娥，王同雷，万双爱，江薇，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11