[发明专利]UUV对拥有多个禁航区的运动母船的跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属于UUV对运动母船的跟踪方法，尤其涉及一种UUV对拥有多个禁航区的运动母船的跟踪方法。

背景技术

无人水下航行器UUV(Unmanned Underwater Vehicle)作为人类在海洋活动，特别是深海活动中的重要替代者和执行者，已被广泛应用于科学考察，深海作业，打捞救生等领域。无人水下航行器完成任务之后，需要返回母船进行数据回放，下载新的使命任务等工作，因此航行器的回收作业是不可缺少的过程。航行器回收作业中的回邬阶段是很重要的阶段，在该阶段中如何能快速安全地实现对带有禁航区的运动母船的跟踪是很重要的问题。

国内外众多学者对运动目标的跟踪问题进行了深入的研究，提出了许多有效的跟踪方法，比如UKF算法，粒子滤波方法，人工势场算法等，人工势场法，计算简单，实时性好，对传感器要求低，比如利用声呐传感器就可以完成对障碍的测量，今年得到了广泛的研究和应用，特别适合航行器在未知动态环境中的运动规划。但是传统的人工势场法仅仅是利用局部信息进行规划，不可避免的存在一些缺陷和漏洞：陷入局部最优解问题，即航行器在某些情况下不可达；窄道路径震荡问题，距离太近的障碍物无法得到有效路径的问题等，并且对于运动的物体很难实现避碰与跟踪。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现对运动母船跟踪的同时规避其周围禁航区的，UUV对拥有多个禁航区的运动母船的跟踪方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

UUV对拥有多个禁航区的运动母船的跟踪方法，包括以下几个步骤：

步骤一：UUV利用通讯声纳探测运动母船的位置p_tar和速度v_tar，将预设的母船禁航区信息输送给UUV，得到N个禁航区的位置p_{obs_i}和速度v_{obs_i}，i＝1，2，···N；

步骤二：建立UUV和运动母船以及禁航区的相对运动；

步骤三：由UUV和运动母船以及禁航区的相对运动，规划UUV下一步的速度和航向；

步骤四：UUV执行下一步的速度和航向指令，判断UUV到运动母船的距离是否小于阈值K，如果不小于阈值，重复步骤一～步骤四，如果小于阈值，完成UUV对运动母船的跟踪。

本发明UUV对拥有多个禁航区的运动母船的跟踪方法还可以包括：

1、UUV和运动母船的相对运动为：

p·rt=x·rty·rtT]]>

其中：

x·rt=||vtar||cosψtar-||v||cosψ]]>