水下无人航行器姿态鲁棒的光学测角定位方法技术

本发明专利技术涉及一种水下无人航行器姿态鲁棒的光学测角定位方法，该方法通过测量数据计算稳定的夹角数据，求解UUV在空间中的潜在位置，从而确定UUV空间位置最优解，有效克服了现有基于光学测角的UUV定位方法对UUV姿态的高度敏感性问题，实现了可以独立于UUV姿态变化，快速而精确的解算UUV空间最优位置。该方法由于其克服了对UUV姿态的高度依赖性，更适用于真实复杂的水下环境，具有广泛的工程应用前景。该方法在0‑30m的范围内平均误差仅有1cm，满足水下UUV导引和回收工程应用的精确度需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自主水下航行器自主对接与回收，涉及一种水下无人航行器姿态鲁棒的光学测角定位方法。

技术介绍

1、无人水下航行器(unmanned underwater vehicle，uuv)是一种无人驾驶、自主导航的水下机器，能够根据预定的任务独立进行任务，减少人员和支持船只需求，这使得其在成本和安全方面都具有优势，因此被广泛应用于海洋工程、军事、科研等领域。其中，uuv的自主导航和定位是其成功执行任务的关键，它们直接影响uuv在环境监测、资源勘探、海底地图绘制等方面的性能。研究水下无人平台定位技术将对增强无人平台的功能性和应用范围产生重要影响，对水下临地安防领域具有深远的意义。

2、目前，水下定位的主流技术主要包括声学导引、电磁导引、光学导引以及视觉导引。声学导引依靠发射和接受声波来确定位置，然而其定位精度较低，易受环境噪声的干扰并且定位信息具有较大的延时，适用于大范围和深水作业；电磁导引基于电磁原理进行定位，但由于电磁波在导电性水体中衰减快，并且易受到水下外磁场干扰的影响，限制了其使用范围和效果。视觉导引通过摄像头来确定位置，但是需要较大的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水下无人航行器姿态鲁棒的光学测角定位方法，其特征在于步骤如下：

2.根据权利要求1所述水下无人航行器姿态鲁棒的光学测角定位方法，其特征在于：所述导引灯组应至少包含三个空间位置不共线的导引灯。

3.根据权利要求1所述水下无人航行器姿态鲁棒的光学测角定位方法，其特征在于：所述步骤2的θij_d的计算为：其中：是从UUV端接收导引灯Li的的光信号测量得到的俯仰角和偏航角根据这样一种规则：在UUV坐标系中，在XOZ平面以Z轴为起始，绕原点，向X轴正方向旋转得到一条方向向量记为沿垂直XOZ面可确定一个面m，在m上，以为起始，绕原点，向Y轴正方向旋转得到一条射线由UU...

【技术特征摘要】

1.一种水下无人航行器姿态鲁棒的光学测角定位方法，其特征在于步骤如下：

2.根据权利要求1所述水下无人航行器姿态鲁棒的光学测角定位方法，其特征在于：所述导引灯组应至少包含三个空间位置不共线的导引灯。

3.根据权利要求1所述水下无人航行器姿态鲁棒的光学测角定位方法，其特征在于：所述步骤2的θij_d的计算为：其中：是从uuv端接收导引灯li的的光信号测量得到的俯仰角和偏航角根据这样一种规则：在uuv坐标系中，在xoz平面以z轴为起始，绕原点，向x轴正方向旋转得到一条方向向量记为沿垂直xoz面可确定一个面m，在m上，以为起始，绕原点，向y轴正方向旋转得到一条射线由uuv坐标系原点发射出的射线即为在该射线上选取采样点获取的方向向量；同理可得，唯一的区别是接收的是导引灯lj的光信号，并且lj是li相邻的导引灯，lj依赖于li确定。

4.跟据权利要求1所述水下无人航行器姿态鲁棒的光学测角定位方法，其特征在于：所述步骤2的θij_p的计算采用公式：其中：是通过爬山算法得到的候选解p的位置坐标，然后根据如...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙哲，朱若澜，李晨，李学龙，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：