【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水下自主航行器控制，具体涉及一种多航行器水下校准方法。
技术介绍
1、在海洋工程领域，水下自主航行器正发挥越来越重要的作用。单台水下自主航行器面临任务范围小、工作效率低、冗余性差等问题，难以执行大范围的工作任务，因此，多台水下自主航行器组成的水下集群，发挥空间分布和功能分布优势，实现对目标区域的全覆盖作业。为了保证作业的隐蔽性，需航行器长时间在水下航行，仅靠惯性导航装置会产生累计误差，无法实现航行器的水下准确定位。因此，迫切需要一种高精度水下校准方法对航行器的位置进行校准，提高航行器集群的导航精度，从而提高水下航行器长时间、长距离的作业精度，更有利于发挥集群协同优势。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种多航行器水下校准方法，包括：
2、步骤1，多个航行器在水下分别执行作业任务；
3、步骤2，当航行一定时间后，通过水声通信和自主控制算法使各航行器组成编队保持相对稳定的编队航行；
4、步骤3，在编队航行过程中，利用声纳和目标识别对前方航行器进行识别，并根据位置和角度信息实时调整各自位置；
5、步骤4，在编队航行过程中，应用多种算法对各航行器的组合导航信息、相对位置信息进行融合，通过多次信息共享和迭代完成对各航行器位置的精确校准；
6、步骤5，校准完成后，各航行器返回各自的作业区域继续任务。
7、特别地，所述步骤2具体包括：各航行器采用惯性导航装置与多普勒进行组合导航，根据导航误差确定是否
8、特别地，根据导航误差确定是否需要校准，主节点向各节点发送集结指令形成编队，具体包括：
9、当位置误差达到某一阈值时，主航行器通过水声通信设备向各从航行器发送集结指令；
10、各航行器根据位置信息，自主生成任务，向集结目标点靠近，主节点以一定的周期与从节点保持通信，进行信息交互；当所有航行器到达指定位置时，主节点通过水声通信发送编队任务，各航行器根据任务信息并结合自主控制算法保持以主节点为顶点的三角形编队航行。
11、特别地，所述自主控制算法包括pid控制算法，其具体包括：计算航行器的航向控制量δψ和速度控制量δv：
12、
13、δv＝kpev+ki∫evdt+kd*d(ev)/dt
14、其中ep、ev分别为位置误差和速度误差，kp、ki、kd为pid控制器的参数；通过pid算法计算出的δψ和δv作为控制量输出给航行器的航向和速度执行机构，使航行器的位置和速度符合要求，实现编队形成。
15、特别地，所述步骤3包括：各航行器根据前视声纳图像信息，利用目标识别算法对前方航行器进行自主识别，计算相对距离和夹角；各航行器根据相对距离和夹角信息，实时调整航行器的位置，使多航行器保持在以主节点为三角形顶点、各从节点在等边三角形的中线和顶点处。
16、特别地，所述步骤4具体包括：利用位置融合算法，将各自的绝对位置、相对位置、航行器之间的距离进行数据融合，通过求取重合圆的交点区域确定航行器的大概位置，并通过多次信息交互、共享和迭代完成高精度校准。
17、有益效果：
18、1、通过本专利技术的多航行器组成编队的技术方案,提高了多航行器的协同工作效率；
19、2、通过本专利技术的利用声纳和目标识别算法实现航行器自主识别的技术方案,保证了编队航行的相对位置稳定性；
20、3、通过本专利技术的航行器位置和导航信息融合的技术方案,实现了航行器的水下高精度定位；
21、4、通过本专利技术的多次信息交互和迭代的技术方案,进一步提高了航行器的导航精度和位置校准精度；
22、5、通过本专利技术的使航行器回到各自作业区域的技术方案,保证了任务的连续性,提高了工作效率。
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1.一种多航行器水下校准方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的多航行器水下校准方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的多航行器水下校准方法，其特征在于，根据导航误差确定是否需要校准，主节点向各节点发送集结指令形成编队，具体包括：
4.如权利要求3所述的多航行器水下校准方法，其特征在于，所述自主控制算法包括PID控制算法，其具体包括：计算航行器的航向控制量Δψ和速度控制量Δv：
5.如权利要求1所述的多航行器水下校准方法，其特征在于，所述步骤3包括：各航行器根据前视声纳图像信息，利用目标识别算法对前方航行器进行自主识别，计算相对距离和夹角；各航行器根据相对距离和夹角信息，实时调整航行器的位置，使多航行器保持在以主节点为三角形顶点、各从节点在等边三角形的中线和顶点处。
6.如权利要求1所述的多航行器水下校准方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：利用位置融合算法，将各自的绝对位置、相对位置、航行器之间的距离进行数据融合，通过求取重合圆的交点区域确定航行器的大概位置，并通过多次信息交互、共享和迭代完成高精度校准。p>...
【技术特征摘要】
1.一种多航行器水下校准方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的多航行器水下校准方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的多航行器水下校准方法，其特征在于，根据导航误差确定是否需要校准，主节点向各节点发送集结指令形成编队，具体包括：
4.如权利要求3所述的多航行器水下校准方法，其特征在于，所述自主控制算法包括pid控制算法，其具体包括：计算航行器的航向控制量δψ和速度控制量δv：
5.如权利要求1所述的多航行器水下校准方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯朝，彭程，汪林，孙布衣，王强，
申请(专利权)人：宜昌测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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