一种自治水下机器人等平面水下编队方法技术

本发明专利技术公开了一种自治水下机器人等平面水下编队方法。该系统包含了由多台自治水下机器人组成的水下机器人编队，该编队以领航‑跟随的方式、形成一种几何队形进行作业。编队内各水下机器人运行在同一平面上，且相对位置和相对速度维持稳定。该方法形成的编队稳定性较高，鲁棒性较强，水下机器人之间无需信息交互，解决了水下弱通信或无通信的问题，并且可以证明经过该方法形成的编队系统是渐进收敛的系统。

【技术实现步骤摘要】
一种自治水下机器人等平面水下编队方法
本专利技术涉及海洋工程与控制
，具体涉及一种自治水下机器人等平面水下编队方法。
技术介绍
缆控水下机器人(ROV)需要线缆和母船连接，受线缆长度和强度的限制，其作业范围较小，又容易发生电缆缠绕、断裂事故。与缆控水下机器人(ROV)不同，自治水下机器人(AUV)与母船之间没有线缆连接，基本依靠自主能力运行，控制难度较高，自治水下机器人编队的控制一般是预编程的，一旦在执行任务过程中出现问题，结果难以预料，甚至发生AUV丢失的情况。因为体积较小，携带能源有限，单个自治水下机器人的作用有限，只能用于执行一些简单、局部的任务，而复杂、大范围的海洋任务往往需要通过多个自治水下机器人之间的协调合作来完成，因此多个自治水下机器人的编队方法成为该领域研究的热点问题。近年来，编队方法的研究主要包括领航-跟随法，滑模控制法，虚拟结构法，人工势场法，模型预测控制法等，但是研究成果多数体现在理论上；同时，水下环境复杂，尤其在水下通讯不畅，水下机器人之间难以进行信息交互，因此在实际应用中，简单而又行之有效的方法比较少，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自治水下机器人等平面水下编队方法，其特征在于：/n自治水下机器人编队由至少2台水下机器人组成，编队内有1台领航水下机器人，其余为跟随水下机器人，各水下机器人保持相同速度运行在同一平面上，形成固定的等平面编队队形；/n在编队内，各个水下机器人之间的相对距离与相对角度是预先指定的，领航水下机器人最多可以有2个跟随水下机器人，分别位于领航者的左右两侧；/n若领航水下机器人只有右侧1个跟随者，根据领航水下机器人与跟随水下机器人之间的预定的相对距离ρ_d与相对角度

【技术特征摘要】
1.一种自治水下机器人等平面水下编队方法，其特征在于：
自治水下机器人编队由至少2台水下机器人组成，编队内有1台领航水下机器人，其余为跟随水下机器人，各水下机器人保持相同速度运行在同一平面上，形成固定的等平面编队队形；
在编队内，各个水下机器人之间的相对距离与相对角度是预先指定的，领航水下机器人最多可以有2个跟随水下机器人，分别位于领航者的左右两侧；
若领航水下机器人只有右侧1个跟随者，根据领航水下机器人与跟随水下机器人之间的预定的相对距离ρ_d与相对角度确定距离指标L_l和L_f，领航水下机器人与跟随水下机器人根据距离指标分别用激光发射器标定点P_A1和P_A2；
领航水下机器人右侧面使用2个或更多个蓝绿激光发射器定位点P_A2；
右侧跟随水下机器人在前部使用4个或更多个蓝绿激光发射器定位点P_A1，并利用水下高清摄像头捕获P_A2，通过执行器控制跟随水下机器人运动，使P_A1跟随并靠近P_A2，直到P_A1与P_A2重合，即编队定位点P_A；
右侧跟随水下机器人在移动P_A1的过程中，使用激光束扇面作为辅助，以指定的激光扇面互相正交为准则，有以下几种操作：
a.右侧跟随者后定位扇面与领航者后定位扇面相交，右侧跟随者应减速并向右侧移动；
b.右侧跟随者后定位扇面与领航者前定位扇面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欣，朱大奇，陈琦，甘文洋，庞文，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31