水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法技术

技术编号:41362456 阅读:40 留言:0更新日期:2024-05-20 10:11
本发明专利技术一种水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法,属于集群协同技术领域;方法步骤为:首先,采用非线性李导数理论对人机协同导航系统可观测性进行分析,定性描述量测信息和系统可观性之间的关系;进而,基于费雪信息量对人机协同导航过程的定位误差做几何解释,定量分析人机协同导航过程中最优量测信息来源;接着,在基于最优量测信息的基础上,得出人机混合最优编队构型;最后,建立基于局部测量信息的人机最优编队构型生成方法。本发明专利技术基于费雪信息量对协同导航过程定位误差做几何解释,并通过信息椭圆面积建立性能评价函数,求解性能评价函数的最优解得出人机混合系统的最优编队构型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集群协同,具体涉及一种水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法


技术介绍

1、水下航行器常以螺旋桨、对转螺旋桨和泵喷推进器等作为主要的推进方式,相关的研究已经较为成熟,然而其存在噪声大、机动性较差、隐蔽性较差等缺点。

2、而以mpf模式为仿生对象的水下机器人具有噪声低、稳定性高、探测效率高、续航能力强等优势。同时,面对水下复杂多变的工作环境及高效的任务执行,单机的水下平台在水下应用中具有很大的局限性。所以,水下平台编队,尤其是水下微小平台、人机混编系统,是近年来发展的主要趋势。

3、人机混编集群协同本质是利用系统量测信息对潜水员自身状态进行修正,量测信息的优劣直接影响着预测的潜水员状态精度,若量测信息可以唯一确定系统的状态,则该系统是可观测的,反之,系统不可观测。在编队生成方面,现有机器人形成期望编队结构控制方法大多都是基于全局位置的编队控制方法,然而由于条件的限制或者环境的影响,无法获得机器人的全局位置信息,如室内或水下环境都不能直接获取机器人的gps位置测量信息。因此,需要一种基于局部测量信息的编队控制方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法,其特征在于具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述一种水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法,其特征在于:所述定性描述量测信息和系统可观性之间关系的方法为:

3.根据权利要求2所述一种水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法,其特征在于:所述人机协同导航系统为二维空间时,当且仅当可观测性矩阵的秩为2时系统可观,系统的可观测性矩阵为,

4.根据权利要求1所述一种水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法,其特征在于:所述对人机协同导航过程的定位误差做几何解释的方法为:p>

5.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法,其特征在于具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述一种水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法,其特征在于:所述定性描述量测信息和系统可观性之间关系的方法为:

3.根据权利要求2所述一种水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法,其特征在于:所述人机协同导航系统为二维空间时,当且仅当可观测性矩阵的秩为2时系统可观,系统的可观测性矩阵为,

4.根据权利要求1所述一种水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法,其特征在于:所述对人机协同导航过程的定位误差做几何解释的方法为:

5.根据权利要求4所述一种水下人机混编的最优编队构型分析和编队生成方法,其特征在于:所述信息矩阵的形式采用信息椭...

【专利技术属性】
技术研发人员:张立川赵荞荞潘光刘禄柏书昌耿文龙李晗
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:

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