基于Simulink的海底捷联惯性导航系统数学仿真 被引量：6

1

作者 余洁 杨平 《计算机仿真》 CSCD 2004年第10期8-11,共4页

该文提出海底用捷联惯性导航系统导航的设计方案。在分析了捷联惯性导航系统的工作原理的基础上,用Matlab/Simulink建立导航系统仿真模型,并进行了仿真研究。仿真模型的输出信号为载体的经度,纬度和高度,可以直接用来显示在外部计算机... 该文提出海底用捷联惯性导航系统导航的设计方案。在分析了捷联惯性导航系统的工作原理的基础上,用Matlab/Simulink建立导航系统仿真模型,并进行了仿真研究。仿真模型的输出信号为载体的经度,纬度和高度,可以直接用来显示在外部计算机上或驱动误差修正模型。该方法充分利用了Simulink的优点,实现了高度可视化的仿真实验,也为捷联惯性导航系统的仿真提供了新的实现途径。该方法不但适用于系统的全数学仿真,而且可以推广到半实物仿真实验,有着很大的工程实用价值和推广意义。 展开更多

关键词 海底导航 捷联惯性导航系统 仿真 模型

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AUV海底地形匹配导航方法综述

2

作者 高靖萱 张亚 孙风胜 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2023年第2期167-176,共10页

基于智能水下机器人(AUV)导航任务需求与战略规划,总结国内外海底地形匹配导航技术研究现状,分析海底地形匹配导航系统应用中所需的关键技术及解决途径,包括滤波算法、地形特征提取和测深数据处理等。系统性归纳海底地形匹配导航的前沿... 基于智能水下机器人(AUV)导航任务需求与战略规划,总结国内外海底地形匹配导航技术研究现状,分析海底地形匹配导航系统应用中所需的关键技术及解决途径,包括滤波算法、地形特征提取和测深数据处理等。系统性归纳海底地形匹配导航的前沿方向,并结合我国的研究现状与发展需求展望海底地形匹配导航未来的发展方向,即发展高精度水下激光测距地形测绘设备、发展低分辨率先验海图下的海底地形匹配导航算法,以及通过深度学科交叉趋势提升海底地形匹配导航的精度、效率和鲁棒性。 展开更多

关键词 智能水下机器人 海底地形 匹配导航 滤波算法 地形特征提取 测深数据处理

原文传递

精密海洋测量与数据处理技术及其应用进展 被引量：25

3

作者 赵建虎 王爱学 《海洋测绘》 CSCD 2015年第6期1-7,共7页

随着我国海洋经济向深海、远海推进,精密海洋测量及数据处理技术得到迅速发展。简要地介绍了武汉大学测绘科学与技术学院在海洋大地测量、海底地形地貌信息获取、水下导航定位、潮汐潮流数据处理及应用、海底底质探测和分类等方面的最... 随着我国海洋经济向深海、远海推进,精密海洋测量及数据处理技术得到迅速发展。简要地介绍了武汉大学测绘科学与技术学院在海洋大地测量、海底地形地貌信息获取、水下导航定位、潮汐潮流数据处理及应用、海底底质探测和分类等方面的最新研究进展,对我国的海洋测绘发展具有一定的借鉴和促进作用。 展开更多

关键词 海洋大地测量 海底地形地貌 海洋水文 水下导航定位

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基于Hausdorff距离的海底地形匹配算法仿真研究 被引量：15

4

作者 徐遵义 晏磊 +1 位作者 宁书年 刘光军 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期7-9,21,共4页

地形匹配算法是海底地形辅助导航系统的关键技术之一。根据海底地形的特殊特性,传统地形匹配算法直接应用于STAN时,易出现定位精度大幅降低和算法不稳定性问题。该文提出一种基于地形轮廓匹配原理的新算法,该算法利用改进的Hausdorff距... 地形匹配算法是海底地形辅助导航系统的关键技术之一。根据海底地形的特殊特性,传统地形匹配算法直接应用于STAN时,易出现定位精度大幅降低和算法不稳定性问题。该文提出一种基于地形轮廓匹配原理的新算法,该算法利用改进的Hausdorff距离作为水深实时测量曲线与海底地形图水深曲线之间的度量函数。改进的Hausdorff距离对匹配对象存在的小误差不敏感,在一定程度上还可反映空间两条曲线的方位关系,该算法定位精度高、稳定性好。利用某海域地形图进行的仿真实验表明:该算法是可行的,定位精度比现有算法提高一倍左右。 展开更多

关键词 地形匹配 海底地形辅助导航 HAUSDORFF距离

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基于改进高斯和粒子滤波的海底地形辅助导航 被引量：12

5

作者 程向红 范时秒 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期199-204,共6页

为了提升低分辨率海底地形图下的导航定位精度,提出一种基于改进高斯和粒子滤波的海底地形辅助导航方法。以高斯和粒子滤波为基础,通过高斯过程回归建立海底地形模型以获得有效粒子观测值。在量测更新阶段引入最小均方误差约束从而提升... 为了提升低分辨率海底地形图下的导航定位精度,提出一种基于改进高斯和粒子滤波的海底地形辅助导航方法。以高斯和粒子滤波为基础,通过高斯过程回归建立海底地形模型以获得有效粒子观测值。在量测更新阶段引入最小均方误差约束从而提升高斯和粒子滤波的估计效率,再进行滤波并最终获得导航输出。该方法能够解决低分辨率海图下数字地形模型不准确问题并提升高斯和粒子滤波在实时计算过程中的运算效率。在某低分辨率海图下进行仿真实验,结果表明:所提出的算法与采用基本粒子滤波和基本高斯和粒子滤波的海底地形辅助导航方法相比,导航定位精度提升了20%~40%,算法耗时降低了30%~40%。 展开更多

关键词 海底地形辅助导航 改进高斯和粒子滤波 最小均方误差 高斯过程回归

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深海大型爬行机器人研究现状 被引量：6

6

作者 陈铭 冷静 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第5期156-168,共13页

对海底不同作业形式的深海大型爬行机器人进行了分类综述,依据当前深海大型爬行机器人在各方面的应用,将其分为了深海采矿机器人和深海挖沟机器人两大类,并对这两类中的一些性能突出的机器人进行了详细的介绍。重点介绍我国第一代、第... 对海底不同作业形式的深海大型爬行机器人进行了分类综述,依据当前深海大型爬行机器人在各方面的应用,将其分为了深海采矿机器人和深海挖沟机器人两大类,并对这两类中的一些性能突出的机器人进行了详细的介绍。重点介绍我国第一代、第二代多金属结核采矿机器人,SMD的3个多金属硫化物开采机器人,中科院深海所的富钴结壳规模采样爬行机器人,喷射式挖沟爬行机器人QT2800和机械式挖沟爬行机器人BT2400。并对深海大型爬行机器人的海底复杂行走技术和导航定位技术进行了阐述。行走技术方面,重点介绍Nexans公司的带有铰接式行走腿系统的Spider Dredger,中南大学的铰接履带式采矿机器人和北京矿冶研究总院的复合轮式机器人。导航定位方面,介绍了当前一些在用的深海导航定位技术。最后,对未来深海大型爬行机器人的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 深海大型爬行机器人 海底自适应行走 深海采矿 深海挖沟 导航定位

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基于多传感器数据融合的深海集矿机导航与定位 被引量：4

7

作者 王随平 魏炜 陈勇 《计算机测量与控制》 CSCD 2007年第8期1003-1005,共3页

考虑到深海底的复杂、未知工作环境,在深海集矿机的海底导航与定位研究中提出了一种基于多传感器数据融合思想的深海集矿机导航与定位方法,该方法使用一种修正的长基线水声定位系统,采用自适应卡尔曼滤波算法,融合由长基线水声定位系统... 考虑到深海底的复杂、未知工作环境,在深海集矿机的海底导航与定位研究中提出了一种基于多传感器数据融合思想的深海集矿机导航与定位方法,该方法使用一种修正的长基线水声定位系统,采用自适应卡尔曼滤波算法,融合由长基线水声定位系统对集矿机位置的测量值和通过多普勒测速仪等其他传感器的测量值间接得到的关于集矿机位置的推测值,得出某时刻集矿机位置的最优估计;此方法适合集矿机在复杂未知的深海底环境中实现自主导航与定位任务;仿真和试验结果印证了此方法的有效性。 展开更多

关键词 深海集矿机 多传感器数据融合 卡尔曼滤波器 导航 定位

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水下地形匹配导航现状及发展趋势

8

作者 赵曦 赵建虎 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1927-1936,共10页

为了深入研究水下地形匹配导航技术,本文依据国内外最新研究成果,系统地总结了该技术的研究进展,认为已建立了融合实测和反演水深的全球海底地形模型,形成了适用于不同情况的地形匹配算法体系,建立了地形特征集与适配性关系,构建了满足... 为了深入研究水下地形匹配导航技术,本文依据国内外最新研究成果,系统地总结了该技术的研究进展,认为已建立了融合实测和反演水深的全球海底地形模型,形成了适用于不同情况的地形匹配算法体系,建立了地形特征集与适配性关系,构建了满足间歇/连续地形匹配的策略及与惯性导航系统信息融合的抗差模型,发展了匹配导航系统,综合促进了水下地形匹配导航技术的进步。分析了当前研究存在的问题,并指出高精度高分辨率全球水深模型构建、在航测深数据处理、稳健匹配导航算法和系统研发是该技术未来的发展方向。 展开更多

关键词 声呐测深 海底地形反演 海底地形背景场 在航测深数据处理 匹配算法 匹配策略 适配性分析 航路规划 匹配导航系统

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考虑信标运动的水下联合定位算法

9

作者 秦显平 明锋 许扬胤 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2036-2043,共8页

为融合全球导航卫星系统/声学测量与海底信标之间声学测量优势,同时考虑导航信标因海底洋流等因素而引起的运动,本文提出考虑信标运动的水下联合定位算法,并采用3000 m水深海域的实测数据进行试验计算。试验结果表明:联合定位估计的声... 为融合全球导航卫星系统/声学测量与海底信标之间声学测量优势,同时考虑导航信标因海底洋流等因素而引起的运动,本文提出考虑信标运动的水下联合定位算法,并采用3000 m水深海域的实测数据进行试验计算。试验结果表明:联合定位估计的声速模型与声速测量值之间的差异小于0.15 m/s;与全球导航卫星系统/声学定位相比较,联合定位获得的海底导航信标运动轨迹具有更高的精度,全球导航卫星系统/声学定位及联合定位的基线残差统计值分别为-0.302±0.740 m、0.007±0.169 m;试验区海底导航信标水平运动幅度可达3 m,周期性运动模型可以较好地描述试验区海底导航信标的运动轨迹。 展开更多

关键词 海底导航信标 弹性定位 全球导航卫星系统/声学定位 水下联合定位 海底声学测距 平均声速 声速模型 声学导航

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海底AUV关键技术综述

10

作者 周晶 司玉林 +5 位作者 林渊 魏艳 安新宇 王杭州 黄豪彩 陈鹰 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1-12,共12页

海底海洋的观测探测,亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点:适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程,凝练出海底AUV的关键技术难题,并相... 海底海洋的观测探测,亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点:适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程,凝练出海底AUV的关键技术难题,并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例,给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。 展开更多

关键词 无人潜水器 海底 海洋观测探测 机敏运动 水声通导

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粒子群优化算法在海底地形导航中的应用

11

作者 包福利 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第4X期148-150,共3页

通过研究将连续粒子群优化算法离散化,提出二进制离散粒子群优化算法。在海底地形导航的非线性、实时性、精准性的情况下,利用2个子群的协同进化来降低陷入局部最优的风险,有效提高收敛速度。最后通过与传统的地形轮廓匹配算法进行对比... 通过研究将连续粒子群优化算法离散化,提出二进制离散粒子群优化算法。在海底地形导航的非线性、实时性、精准性的情况下,利用2个子群的协同进化来降低陷入局部最优的风险,有效提高收敛速度。最后通过与传统的地形轮廓匹配算法进行对比,说明本文算法在经纬度误差和最佳匹配点定位方面更具优越性。 展开更多

关键词 粒子群优化 海底地形导航 伪变异

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基于海床特征地貌的水下导航方法研究

12

作者 张红梅 赵建虎 邵楠 《测控技术》 CSCD 北大核心 2011年第11期96-98,102,共4页

在简要分析现有自主导航方法的基础上,给出了一种基于海床特征地貌,实施水下匹配导航的快速准确算法。研究了基于小波与改进型SSDA相结合的快速匹配算法,并给出了从粗匹配到精匹配的实施过程。为消除误匹配问题的影响,提出了基于距离和... 在简要分析现有自主导航方法的基础上,给出了一种基于海床特征地貌,实施水下匹配导航的快速准确算法。研究了基于小波与改进型SSDA相结合的快速匹配算法,并给出了从粗匹配到精匹配的实施过程。为消除误匹配问题的影响,提出了基于距离和方位约束的匹配方法,实现了误匹配的有效检测和修正。实际海上导航试验验证了上述方法的正确性。 展开更多

关键词 海床地貌图像 小波分析 SSDA 水下导航 误匹配

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