基于成像声呐的水下航行器对接控制方法及装置制造方法及图纸

技术编号:41856271 阅读:26 留言:0更新日期:2024-06-27 18:31
本申请公开了一种基于声呐成像的水下航行器对接控制方法及装置,属于航行器自动控制技术领域。本申请将水下航行器对接控制分解为深度跟踪控制与水平面对接控制,设计对应的强化学习代价函数训练基于深度网络的深度跟踪控制器和伺服对接控制器,设计非线性权重平衡代价函数中的位置误差与视场角,通过强化学习使控制器习得优化控制策略,快速消除位置误差并在成像声呐视场中保持回收装置特征。本申请能有效避免由于目标特征丢失导致的对接失败,提高对接成功率。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于航行器自动控制,更具体地,涉及一种基于成像声呐的水下航行器对接控制方法及装置


技术介绍

1、当前自主水下航行器已广泛应用于各种水下作业领域,如资源勘探、海底测绘、海洋结构维护等。其中欠驱动自主水下航行器由于其良好的水动力特性与简单构型,在水下巡检与搜索等高速、长航程类型任务中占领重要地位。由于水下航行器艇载能源有限,在面对长航程任务时水下航行器需要在作业过程中自主完成对接入坞补充能源并交换数据以间接提升续航能力。因此自主对接是提升水下航行器作业效率的关键技术,其中自主对接控制是保障水下航行器自主对接入坞成功率与作业安全的重要部分。而受限于传感器感知范围,如水下相机与成像声呐,水下航行器自主对接控制在消除位置与姿态误差的同时还需要考虑有限感知范围约束条件,避免在运动过程中丢失回收装置特征导致自主对接失败与安全隐患,尤其对于欠驱动水下航行器还需要结合运动学约束条件。因此,水下航行器对接控制是否能实现高精度对接的同时保持有限感知范围约束下对目标回收装置的特征捕捉是提高对接成功率与航行器安全的关键问题。

2、目前的欠驱动水下航行器的对接技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于成像声呐的水下航行器对接控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述深度跟踪控制器的输入状态向量具体为:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述深度跟踪控制器的强化学习代价函数为:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述伺服对接控制器的输入状态向量具体为:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据所述相对位置和艏向角之差划分三种对接状态,具体为:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,伺服对接控制器的强化学习代价函数为:

7.根据权利要求6所述的方...

【技术特征摘要】

1.一种基于成像声呐的水下航行器对接控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述深度跟踪控制器的输入状态向量具体为:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述深度跟踪控制器的强化学习代价函数为:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述伺服对接控制器的输入状态向量具体为:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据所述相对位置和艏向角之差划分三种对接状态,具体为:

6...

【专利技术属性】
技术研发人员:向先波王召杨少龙向巩王岩
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:

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