水下无人潜航器内部磁场有限元仿真建模及其分布特性 被引量：1

1

作者 朱荣荣 王志刚 +4 位作者 魏先利 方勃懿 周兆兴 高晔 魏旭飞 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期88-93,100,共7页

针对水下无人潜航器(UUV)磁场分布特性的研究需求,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics对UUV的磁场分布进行建模和仿真。分析UUV内部磁场来源及分布情况;对比分析磁偶极子理论计算与COMSOL磁场建模仿真,探讨利用COMSOL软件模拟方法... 针对水下无人潜航器(UUV)磁场分布特性的研究需求,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics对UUV的磁场分布进行建模和仿真。分析UUV内部磁场来源及分布情况;对比分析磁偶极子理论计算与COMSOL磁场建模仿真,探讨利用COMSOL软件模拟方法开展磁场建模的可行性;运用COMSOL仿真软件,构建UUV几何模型,求解分析UUV平台干扰磁场分布特性。建模和仿真结果表明,利用COMSOL仿真软件实现磁偶极子建模是正确可靠的,UUV平台中后部磁感应强度最强,艏艉处磁感应强度最小,约为20 nT,为UUV平台的磁传感器安装位置和低磁性优化设计提供了依据。 展开更多

关键词 水下无人潜航器 磁场分布 建模仿真 磁偶极子

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水下无人潜航器集群发展现状及关键技术综述 被引量：58

2

作者 张伟 王乃新 +2 位作者 魏世琳 杜雪 严浙平 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期289-297,共9页

随着水下无人潜航器技术的发展和日渐成熟,单一水下无人潜航器已不能满足需求的发展,这就使多水下无人潜航器以集群的形式互相协作执行任务成为了水下无人潜航器发展的必然趋势。本文从军事领域和民用领域两方面介绍了国外主要水下无人... 随着水下无人潜航器技术的发展和日渐成熟,单一水下无人潜航器已不能满足需求的发展,这就使多水下无人潜航器以集群的形式互相协作执行任务成为了水下无人潜航器发展的必然趋势。本文从军事领域和民用领域两方面介绍了国外主要水下无人潜航器集群项目,包括项目设立目标和发展情况;分析了水下无人潜航器集群的一些关键技术的国内外研究现状和发展趋势,主要包括集群智能控制、通信网络设计、任务规划、路径规划、编队控制和导航定位等方面;最后对水下无人潜航器集群系统发展做出展望。 展开更多

关键词 水下无人潜航器集群 集群智能 路径规划 任务规划 编队控制 通信网络 关键技术 导航定位

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水下无人潜航器避障与导航仿真系统设计与应用 被引量：6

3

作者 郑为 邹启明 倪文玺 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期91-98,共8页

精确导航定位、有效探测和实时避障是水下无人潜航器执行远航程任务的基础。为了实现水下无人潜航器智能化功能的演示与验证,在研究组合导航模型和基于检测的动态避障策略的基础上,针对被仿对象的特点进行系统分析,提出了基于离散事件... 精确导航定位、有效探测和实时避障是水下无人潜航器执行远航程任务的基础。为了实现水下无人潜航器智能化功能的演示与验证,在研究组合导航模型和基于检测的动态避障策略的基础上,针对被仿对象的特点进行系统分析,提出了基于离散事件的多线程并发的仿真构架和模型组件化封装思路,设计了水下无人潜航器导航与避障仿真系统,划分功能模块,规划了仿真流程,面向不同作战想定实现水下无人潜航器数学仿真应用。试验结果表明,系统可以满足水下无人潜航器不同指标函数条件下导航与避障仿真演示验证需求。 展开更多

关键词 水下无人潜航器 组合导航 路径规划 离散事件仿真 多线程并发

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支持水下UUV集群的水声网络MAC协议研究进展

4

作者 赵瑞琴 杨若涵 《电信科学》 北大核心 2025年第10期29-43,共15页

随着无人水下潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)在水下作业、目标探测等领域的广泛应用,支持水下UUV集群的水声通信网络组网技术正成为水下信息获取领域的研究热点。媒体接入控制(me‐dia access control,MAC)协议作为协调节点... 随着无人水下潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)在水下作业、目标探测等领域的广泛应用,支持水下UUV集群的水声通信网络组网技术正成为水下信息获取领域的研究热点。媒体接入控制(me‐dia access control,MAC)协议作为协调节点间数据传输、优化网络性能的核心技术,对提升水声通信网络效能具有重要作用。系统梳理了国内外支持UUV集群的水声网络MAC协议的研究进展,涵盖从经典协议架构到近年来集群化适配方案的最新成果。基于信道接入机制与应用场景两大维度对现有MAC协议展开深入分析,总结各类方法的技术特点与适用条件,并在此基础上对未来面向UUV集群的水声网络MAC协议发展趋势进行展望,旨在为UUV集群水声网络MAC协议的创新设计与工程应用提供参考与借鉴。 展开更多

关键词 无人水下潜航器 媒体接入控制 接入机制 应用场景

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基于混合势场法的无人潜航器路径规划及编队方法研究 被引量：3

5

作者 王健 张华 +3 位作者 徐令令 曹园山 陈伟 顾媛媛 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第23期97-100,共4页

针对水下无人潜航器航行与探测作业应用过程中避障、航向保持、路径跟踪多参数控制以及欠驱动问题,提出一种混合势场路径规划及避障方法。以虚拟力的理念,将潜航器避障算法与路径跟踪算法进行混合,合并为统一的广义势场架构。该方法将... 针对水下无人潜航器航行与探测作业应用过程中避障、航向保持、路径跟踪多参数控制以及欠驱动问题,提出一种混合势场路径规划及避障方法。以虚拟力的理念,将潜航器避障算法与路径跟踪算法进行混合,合并为统一的广义势场架构。该方法将避障、航向保持、路径跟踪等多自由度驱动问题进行统一,以单输出的形式展现,适合单舵控制的欠驱动水下无人潜航器。利用"海翔-H"混合动力水下无人潜航器进行实环境下的路径跟踪、单障碍避障、双障碍避障、多障碍连续避障的航行试验,验证混合势场法的有效性。 展开更多

关键词 水下无人潜航器 路径规划 避障 混合势场

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用于水下图像增强的多层级联融合增强网络

6

作者 王炫钧 邵菲 马彦卿 《电光与控制》 北大核心 2025年第1期68-73,共6页

为了提高水下无人潜航器决策的准确性,构建了一种用于增强水下图像的多层级联融合增强网络。首先,设计注意力引导的色彩增强模块并结合多层级联增强架构,在提取图像多尺度特征的同时,加强特征重用;其次,设计全局调整模块,将Swin Transfo... 为了提高水下无人潜航器决策的准确性,构建了一种用于增强水下图像的多层级联融合增强网络。首先,设计注意力引导的色彩增强模块并结合多层级联增强架构,在提取图像多尺度特征的同时,加强特征重用;其次,设计全局调整模块,将Swin Transformer与扩张卷积相结合,提升网络对于退化图像整体增强效果;最后,将各模块提取到的特征信息经由三重特征聚合模块进行融合增强,得到增强水下图像。为了可以更好地训练模型,构造了联合损失函数。与其他水下图像增强方法的对比实验结果表明,所提方法对于水下图像存在的色偏、模糊等问题均有着良好的增强效果,并对后续特征提取任务的完成有着较大的促进作用。 展开更多

关键词 水下无人潜航器 水下图像增强 多层级联增强架构 全局调整 三重特征聚合

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基于前视声呐目标识别的UUV水下水利设施裂痕检测

7

作者 马玉香 王雅玲 +1 位作者 任启欣 于政文 《水电能源科学》 北大核心 2025年第8期119-123,共5页

为准确检测水下水利设施的裂痕,提出一种多注意力机制融合YOLOX的裂痕检测算法。首先,分析水下无人潜航器(UUV)携带的前视声呐成像原理,了解声呐采集水利设施图像的特点。然后,将注意力机制引入YOLOX算法,在Focus网络中添加CA注意力机制... 为准确检测水下水利设施的裂痕,提出一种多注意力机制融合YOLOX的裂痕检测算法。首先,分析水下无人潜航器(UUV)携带的前视声呐成像原理,了解声呐采集水利设施图像的特点。然后,将注意力机制引入YOLOX算法,在Focus网络中添加CA注意力机制,在SPP模块中引入SE注意力机制,改进YOLOX算法裂痕检测性能。最后,基于双闭环控制策略实现UUV对水下水利设施的全覆盖观测。试验结果表明,UUV基于多注意力机制融合的YOLOX算法和双闭环控制策略能对水下水利设施进行全覆盖检测,且能够提高水下设施裂痕的检测精度。 展开更多

关键词 裂痕检测 前视声呐 水下无人潜航器 多注意力机制 YOLOX算法 双闭环控制

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某小型潜航器的声散射特性研究 被引量：6

8

作者 刘博 范军 王斌 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第4期458-463,共6页

运用目标回声强度预报的板块元方法,研究某小型潜航器的水下回声特性。计算并分析了入射波频率和方位对其声散射特性的影响规律;利用板块元法得到的散射特性,根据频域间接法仿真出水下声成像结果;完成外场试验,将试验结果与计算结果进... 运用目标回声强度预报的板块元方法,研究某小型潜航器的水下回声特性。计算并分析了入射波频率和方位对其声散射特性的影响规律;利用板块元法得到的散射特性,根据频域间接法仿真出水下声成像结果;完成外场试验,将试验结果与计算结果进行对比,吻合较好。研究表明潜航器中的桅杆结构对其散射有较明显影响。 展开更多

关键词 水下无人潜航器 回波特性 声散射 板块元

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无人平台自主探测声呐的发展现状和展望 被引量：14

9

作者 郝宇 邱龙皓 +2 位作者 邹男 王燕 梁国龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1347-1354,共8页

无人平台已成为各国海军竞相发展的领域,而自主探测声呐作为无人平台的“耳目”,是其完成水下作战任务的前提。本文概述了国内外无人平台自主探测声呐的发展现状,对国外主要的无人水面平台、水下平台的自主探测声呐系统进行了介绍,并以... 无人平台已成为各国海军竞相发展的领域,而自主探测声呐作为无人平台的“耳目”,是其完成水下作战任务的前提。本文概述了国内外无人平台自主探测声呐的发展现状,对国外主要的无人水面平台、水下平台的自主探测声呐系统进行了介绍,并以“基于矢量水听器阵的无人平台远程主被动自主探测系统”为例,给出了具体应用,介绍了静态目标、运动目标以及主动工作模式下的外场试验结果。最后从智能化、模块化、协同化、编队化4个方面展望了无人平台自主探测声呐的未来发展趋势。 展开更多

关键词 无人声呐 自主探测声呐 水下目标探测 无人化 无人系统 无人水下潜航器 无人水面艇 水下战

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海域环境舰船应对异构无人集群防御构想 被引量：1

10

作者 张耀华 袁俊 +1 位作者 杨小艳 宋申民 《现代防御技术》 2020年第2期22-29,共8页

针对新形势下海域舰船防御体系构建的迫切需求及无人系统集群技术迅猛发展成为新型威胁的现状,设想海域舰船遭遇空中无人机集群和水下无人潜航器集群威胁,并以此展开防御构想,从无人系统探测预警与拦截应对2个方面,探讨可供选择的应对方... 针对新形势下海域舰船防御体系构建的迫切需求及无人系统集群技术迅猛发展成为新型威胁的现状,设想海域舰船遭遇空中无人机集群和水下无人潜航器集群威胁,并以此展开防御构想,从无人系统探测预警与拦截应对2个方面,探讨可供选择的应对方式,从预警后被动防御和预先探测主动防御2个角度,分别给出空中与水下总体防御方案构想。对于防御构想中涉及的相关技术予以说明,给出发展建议及待解决的关键技术,并对未来舰船体系发展进行展望。该构想对未来舰船防御体系具有积极的参考价值和现实意义,对未来的舰船装备建设提供初步可行的研究思路。 展开更多

关键词 海域舰船 异构集群系统 无人驾驶飞机 水下无人潜航器 探测 拦截

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UUV发射潜空导弹的问题探究

11

作者 蒋文民 冯林平 屈亮 《现代防御技术》 北大核心 2022年第3期10-16,共7页

潜艇面对空中反潜威胁时,一直处于被压制的“非对称”态势。随着空中反潜力量的日趋完善,潜艇的防空压力越来越大。立足有效反制空中反潜兵力对潜艇带来的巨大威胁,通过对潜、空兵力平台作战性能的对比分析,借鉴水下无人潜航器(underwat... 潜艇面对空中反潜威胁时,一直处于被压制的“非对称”态势。随着空中反潜力量的日趋完善,潜艇的防空压力越来越大。立足有效反制空中反潜兵力对潜艇带来的巨大威胁,通过对潜、空兵力平台作战性能的对比分析,借鉴水下无人潜航器(underwater unmanned vehicle,UUV)发射鱼雷的成熟经验,引入利用UUV发射潜空导弹的概念,分析了UUV发射潜空导弹的优势,同时对UUV发射潜空导弹的技术基础和技术难点进行了可行性分析。 展开更多

关键词 潜空导弹 水下无人潜航器 非对称 反潜 防空 协同

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输入时延与通信时延下AUV集群的牵制控制 被引量：2

12

作者 杜雪 孙兆栋 +1 位作者 徐成龙 靳泽晟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1474-1480,共7页

针对时延问题对集群稳定性的影响,对牵制控制策略进行研究,利用反馈线性化将水下无人潜航器(AUV)模型简化为二阶积分器模型,研究了具有时延的水下无人潜航器集群下的编队控制问题,并将一致性控制与牵制控制相结合。分析了输入时延和通... 针对时延问题对集群稳定性的影响,对牵制控制策略进行研究,利用反馈线性化将水下无人潜航器(AUV)模型简化为二阶积分器模型,研究了具有时延的水下无人潜航器集群下的编队控制问题,并将一致性控制与牵制控制相结合。分析了输入时延和通信时延对水下无人潜航器集群系统的影响,应用Nyquist判据控制理论进行证明,得到了集群中被牵制水下无人潜航器和未被牵制水下无人潜航器组成的系统能渐进收敛达到一致性的充分必要条件。通过数值仿真验证了定理的正确性。 展开更多

关键词 水下无人潜航器集群 一致性 牵制控制 通信时延 输入时延

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基于USBL/GPS/TCM的AUV组合导航研究 被引量：5

13

作者 王亭亭 王奥博 +2 位作者 岳才谦 董权威 田锋 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第10期30-33,98,共5页

针对自主无人水下潜航器在执行任务时面临导航手段少、传统航位推算存在定位误差漂移、单一导航方式不足以满足执行水下精确任务的要求等问题,提出了一种基于超短基线水声定位系统、全球卫星定位系统和磁罗盘等传感器组合导航的方法,并... 针对自主无人水下潜航器在执行任务时面临导航手段少、传统航位推算存在定位误差漂移、单一导航方式不足以满足执行水下精确任务的要求等问题,提出了一种基于超短基线水声定位系统、全球卫星定位系统和磁罗盘等传感器组合导航的方法,并对其中涉及的坐标转换进行了详细说明。利用卡尔曼滤波对潜航器的位置进行估计,以获取控制和导航所需的位置信息及速度信息,不存在定位漂移问题,导航定位精度优于10 m,满足自主无人潜航器在水下长时间执行任务的要求。该方法在自主无人水下潜航器上进行了试验验证。 展开更多

关键词 自主无人水下潜航器 组合导航 全球定位系统 超短基线

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非对称博弈下多UUV基地防卫协同对抗策略 被引量：4

14

作者 王宏健 于丹 +2 位作者 徐欣 张宏翰 陈涛 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期348-359,共12页

针对非对称博弈下的水下无人对抗问题,开展对基于基地防卫的多无人水下潜航器(unmanned underwater vehicles,UUVs)协同对抗策略研究。在双方能力和数量有差异的非对称博弈情况下,设计UUV基本行为,分别基于红、蓝方能力设计对抗策略选... 针对非对称博弈下的水下无人对抗问题,开展对基于基地防卫的多无人水下潜航器(unmanned underwater vehicles,UUVs)协同对抗策略研究。在双方能力和数量有差异的非对称博弈情况下,设计UUV基本行为,分别基于红、蓝方能力设计对抗策略选择方法;本文提出红方多UUV分层决策算法,并设计红方多UUV角色分配方法;在防卫任务中基于目标偏航角设计两种红方多UUV联合防卫方法;并相应给出设计蓝方UUV策略及决策方法。最后设计水下对抗仿真实验,从对抗过程的事件决策、UUV机动控制等方面验证了本文设计的对抗方法对水下非对称条件下的多UUV对抗问题具有有效性。 展开更多

关键词 非对称博弈 基地防卫 无人水下潜航器 攻防对抗 多UUV协同 分层决策 角色分配 策略

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UUV推进系统模糊自适应融合故障诊断方法 被引量：10

15

作者 严浙平 迟冬南 +1 位作者 赵智 陈涛 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期14-20,共7页

针对水下无人潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)推进系统的故障诊断问题,提出了一种基于自适应模糊融合的推进系统故障诊断算法。依据灰色预测理论,利用历史数据得到预测电流;同时,利用试验数据拟合控制电压与电枢电流的关系,建... 针对水下无人潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)推进系统的故障诊断问题,提出了一种基于自适应模糊融合的推进系统故障诊断算法。依据灰色预测理论,利用历史数据得到预测电流;同时,利用试验数据拟合控制电压与电枢电流的关系,建立了理论电流的计算模型。综合考虑控制电压变化率和电流异常时间对融合权值的影响,引入模糊理论,将理论电流和预测电流自适应地融合,最终得到融合电流。对比融合电流和实际检测电流变化趋势的异同,实现对UUV推进器状态的实时监控。在UUV推进器出现故障时,两者的差值变化反映了推进器的故障情况以及故障类别,继而为后续的系统恢复与自救提供了依据。湖试和海试过程分别验证了,所提出的算法能够有效地检测出推进器螺旋桨故障和推进器电机供电异常,且试验全程未出现"虚警",同时,根据所得差值电流的范围准确判定了推进系统故障的类型。 展开更多

关键词 水下无人潜航器 推进系统 故障诊断 模糊理论 灰色预测 自适应融合

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基于误差空间的UUV三维鲁棒跟踪控制研究

16

作者 严浙平 李本银 +1 位作者 边信黔 邓超 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期490-494,共5页

针对水下无人航行器(UUV)系统存在非线性和不确定性的特点,采用基于误差空间理论的跟踪控制方法,进行UUV在复杂海洋环境以及自身工作状态和模块配置变化时的空间跟踪控制问题研究.以海浪干扰下的深度跟踪控制仿真实验分析该控制方法的... 针对水下无人航行器(UUV)系统存在非线性和不确定性的特点,采用基于误差空间理论的跟踪控制方法,进行UUV在复杂海洋环境以及自身工作状态和模块配置变化时的空间跟踪控制问题研究.以海浪干扰下的深度跟踪控制仿真实验分析该控制方法的鲁棒性.该控制方法的理论基础是结合被跟踪平台的动态过程,以被跟踪平台和跟踪平台的空间误差为状态空间的状态量组成误差空间系统.由于融合了被跟踪平台的动态过程和跟踪误差,跟踪精度和跟踪能力增加,同时系统的鲁棒性也增强. 展开更多

关键词 水下无人潜航器(UUV) 误差空间(ES) 鲁棒 跟踪控制

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基于小波HMM的UUV传感器数据孤立点检测 被引量：2

17

作者 穆岩 侯恕萍 迟冬南 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期551-557,共7页

针对水下无人潜航器(UUV)预测跟踪过程中传感器所采集数据的不准确问题,提出了一种利用小波隐马尔可夫模型进行UUV预测跟踪数据孤立点检测的方法.利用改进递归小波变换,对原始数据进行重构,小波系数中孤立点处的系数得到局部放大.小波... 针对水下无人潜航器(UUV)预测跟踪过程中传感器所采集数据的不准确问题,提出了一种利用小波隐马尔可夫模型进行UUV预测跟踪数据孤立点检测的方法.利用改进递归小波变换,对原始数据进行重构,小波系数中孤立点处的系数得到局部放大.小波系数的更新基于历史时刻的数据,因此,可以利用正常数据与孤立点的差异对数据进行实时处理.利用隐马尔可夫模型定义异常值分布判定函数,并以其作为依据,检测特征明显异于正常数据的孤立点.将准孤立点利用惰性算法进行重检测,提高孤立点检测的准确性.湖试数据验证了该方法能够有效地检测出UUV预测跟踪中的数据孤立点. 展开更多

关键词 水下无人潜航器 预测跟踪 小波变换 隐马尔可夫 孤立点检测

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基于AUV的海洋磁力测量技术现状及误差来源分析 被引量：2

18

作者 边刚 刘强 +2 位作者 金绍华 崔杨 杨庆宇 《海洋测绘》 CSCD 2019年第6期16-20,共5页

介绍了国内外基于AUV的海洋磁力测量研究现状,针对国内AUV及海洋磁力仪研究相对滞后的情况,以Iver2型AUV开展海洋磁力测量为例,研究了AUV拖曳式海洋磁力测量的噪声检测、位置归算等技术,并与船测数据对比,重点分析了Iver2型AUV拖曳式磁... 介绍了国内外基于AUV的海洋磁力测量研究现状,针对国内AUV及海洋磁力仪研究相对滞后的情况,以Iver2型AUV开展海洋磁力测量为例,研究了AUV拖曳式海洋磁力测量的噪声检测、位置归算等技术,并与船测数据对比,重点分析了Iver2型AUV拖曳式磁力测量误差来源,结果表明:Iver2型AUV拖曳磁力仪的最佳距离为5 m;观测数据中仍包含位置归算误差、日变改正误差及传感器误差等,以上结论将为我国开展AUV海洋磁力测量技术研究提供参考。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 自主式水下无人潜航器 静态噪声检测 动力噪声检测 位置归算

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