[发明专利]一种远程自主水下航行器多载荷覆盖方法

说明书

技术领域

本发明属于水下航行器领域，具体涉及一种远程自主水下航行器多载荷覆盖方法。

背景技术

自主水下航行器是人类开发和利用海洋的有效工具，作为水下运载的主要手段，在科学研究、军事、工业等领域的应用越来越广泛。水下航行器为完成各项任务，通常需要携带多个载荷(如声呐、信标、传感器等)，通过远程的航行在指定水域对载荷实施分离和布放，从而使载荷在该区域进行作业。

随着作业任务的日趋复杂化和作业海域的扩大化，单个载荷往往难以完成所赋予的作业任务，因此需要多个载荷对目标区域实施有效的覆盖。受水下航行器运载能力的限制，单个个体所携带的载荷已很难达到作业需求，需要多个水下航行器携带载荷同时进入目标海域实施布放。但是，由于航行器独立航行，相互之间缺乏信息的交流与沟通，各行其是，容易造成载荷布放范围的重叠或遗漏，难以对作业区域实现有效覆盖，造成资源的浪费和效率的下降。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种远程自主水下航行器多载荷覆盖方法，通过将多个水下航行器同时发射并以编队的形式进入作业区域，到达指定位置后水下航行器通过个体间的协同算法调节相互间的位置，并布放载体形成密集的载体阵列，从而完成对作业区域的有效覆盖。

技术方案

一种远程自主水下航行器多载荷覆盖方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：发射艇在作业区域外同时发射多条水下航行器，水听器不开机，通过管制阶段和直航阶段实现自身的稳定运行；

步骤2：惯性导航系统和水听器系统开机工作，获取周围邻居的位置和运动速度信息；

步骤3：在给定的编队结构参数L下，执行编队航行控制方法，使发射的多条水下航行器聚集成一个稳定的编队；

所述编队航行控制方法：ui=-Σj∈Ni▿pijUij-Σj∈Nicij(vi-vj)-k[(pi-pn)+(vi-vn)]]]>

其中：为其加速度向量，分别为水下航行器i的位置和速度向量，v_j为邻居j的速向量，p_n和v_n分别为水下航行器期望的位置和速度，k为反馈增益系数，N_i为水下航行器i邻居集合，▽为梯度操作符号；

所述其中：A为增益系数，L为水下航行器间的期望间距；

步骤4：航行过程中实时更新导航信息，确定新航路点，朝向目标海域航行；

步骤5：到达目标海域后，增大距离结构参数L使载荷的有效覆盖范围覆盖作业水域面积，使载荷分散分布，形成网状阵列结构；

步骤6：分离载荷沉底，载荷布放任务完成。

有益效果