水下运载器运动异常检测方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请的水下运载器运动异常检测方法，先获得估计序列和量测序列，之后以所述估计序列为基准，检测所述量测序列与所述估计序列的趋势相关性，基于所述趋势相关性的检测结果，判断所述量测序列是否存在异常，在判断为异常时，实施预警。因此具有较强的自主性和稳定性，且通过运动模型得到的估计序列，其结果相对水下运载器实际运动有一定的提前量，从而能够有效检测出海洋内波对水下运载器运动状态的影响，提高了检测结果的准确性和时效性。

Detection method, device and system of underwater vehicle motion abnormality

【技术实现步骤摘要】
水下运载器运动异常检测方法、装置及系统
本申请涉及水下运载器水下航行
，具体涉及一种水下运载器运动异常检测方法、装置及系统。
技术介绍
水下运载器在海中航行，会受到外部海洋水文环境因素的影响，这些因素会不同程度地导致水下运载器的运行状态发生变化。海水是非均匀性介质，同一海区的某些水文环境会发生突变，进而导致水下运载器运动状态的急剧变化。为了保证航行安全，需要适时地采取措施来应对这些变化，而一旦应对不及时，后果可能是灾难性的。作为上述各种影响因素中较为重要的一个，海水密度的突变，会急剧改变水下运载器在海水中所受的浮力，进而导致水下运载器的下潜深度发生突变。举例来说，当水下运载器由海水密度较高的海域进入海水密度较低的海域时，由于浮力迅速减小，如果不能及时采取措施，水下运载器相当于在原来航行的基础上，增加了一个向下的加速，这会导致水下运载器的下潜深度迅速增大，也即出现掉深，严重影响水下航行安全。海洋内波能够扰动海水，动态改变海水密度分布，使得海洋环境更加复杂，这使得水下运载器必然要受到更加严峻的考验。目前水下运载器缺乏对于内波的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下运载器运动异常检测方法，其特征在于：包括如下步骤：/n获得估计序列步骤，所述估计序列为能够表征水下运载器自起始时刻至当前时刻的运行状态的预估数据的数据序列；/n获得量测序列步骤，所述量测序列为能够表征水下运载器自起始时刻至当前时刻的运行状态的实测数据的数据序列；/n比较趋势相关性步骤，以所述估计序列为基准，检测所述量测序列与所述估计序列的趋势相关性，基于所述趋势相关性的检测结果，判断所述量测序列是否存在异常，在判断为异常时，实施预警。/n

【技术特征摘要】
1.一种水下运载器运动异常检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
获得估计序列步骤，所述估计序列为能够表征水下运载器自起始时刻至当前时刻的运行状态的预估数据的数据序列；
获得量测序列步骤，所述量测序列为能够表征水下运载器自起始时刻至当前时刻的运行状态的实测数据的数据序列；
比较趋势相关性步骤，以所述估计序列为基准，检测所述量测序列与所述估计序列的趋势相关性，基于所述趋势相关性的检测结果，判断所述量测序列是否存在异常，在判断为异常时，实施预警。


2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述获得估计序列的步骤采用如下方式实现：
获取起始时刻能够表征所述水下运载器运行状态的实测数据以及操纵数据；
将获取的起始时刻的实测数据和操纵数据作为初始数据，输入预先构建的水下运载器运动模型；
将起始时刻至当前时刻的操纵数据依次输入所述水下运载器运动模型，得到每个时刻的预估数据，形成估计序列。


3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述水下运载器运动模型基于动力学原理构建，具有运动坐标系；在起始时刻，所述水下运载器的重心位于运动坐标系的原点；
所述获得估计序列步骤具体包括：
获得初始数据的分步骤，使用惯性导航设备获取起始时刻能够表征水下运载器运行状态的实测数据作为初始数据；
获得起始运动参数的分步骤，将初始数据转换至运动坐标系下，得到运动坐标系下水下运载器的起始运动参数；
获得起始运动参数导数的分步骤，将所述起始运动参数、起始时刻的操纵数据代入所述水下运载器运动模型，得到水下运载器的起始运动参数导数；
获得预估运动参数的分步骤，基于所述起始运动参数和所述起始运动参数导数，得到运动坐标系下水下运载器在起始时刻的下一时刻的预估运动参数；
获得预估输出数据的分步骤，对所述预估运动参数进行坐标转换，得到起始时刻的下一时刻所述惯性导航设备预估的输出数据；
迭代获得估计序列的分步骤，将所述起始时刻的下一时刻作为新的起始时刻，将起始时刻的下一时刻所述惯性导航设备预估的输出数据作为新的初始数据，重复上述获得起始运动参数的分步骤、获得起始运动参数导数的分步骤、获得预估运动参数的分步骤、获得预估输出数据的分步骤，直至获取到当前时刻所述惯性导航设备预估的输出数据，进而得到所述惯性导航设备输出数据的估计序列。


4.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述水下运载器运动模型基于动力学原理构建，具有运动坐标系；在起始时刻，所述水下运载器的重心位于运动坐标系的原点；
所述获得估计序列步骤具体包括：
获得初始数据的分步骤，使用惯性导航设备获取起始时刻能够表征水下运载器运行状态的实测数据作为初始数据；
获得起始运动参数的分步骤，将初始数据转换至运动坐标系下，得到运动坐标系下水下运载器的起始运动参数；
获得起始运动参数导数的分步骤，将所述起始运动参数、起始时刻的操纵数据代入所述水下运载器运动模型，得到水下运载器的起始运动参数导数；
获得预估运动参数的分步骤，基于所述起始运动参数和所述起始运动参数导数，得到运动坐标系下水下运载器在起始时刻的下一时刻的预估运动参数；
迭代的分步骤，将所述起始时刻的下一时刻作为新的起始时刻，将起始时刻的下一时刻的预估运动参数作为新的起始运动参数，重复上述获得起始运动参数导数的分步骤和获得预估运动参数的分步骤，直至获取到当前时刻的预估运动参数，进而得到各个时刻的预估运动参数；
坐标转换得到估计序列的分步骤，对各个时刻的预估运动参数进行坐标转换，得到各个时刻所述惯性导航设备预估的输出数据，形成估计序列。


5.根据权利要求2-4任一项所述的检测方法，其特征在于：能够表征水下运载器运行状态的数据包括：北向速度、东向速度、垂向速度、北向加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：青岛中海潮科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37