CN111090273A - 一种auv航行控制参数的在线设置方法 - Google Patents

一种auv航行控制参数的在线设置方法 Download PDF

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张宝贵
熊华乔
董逸
周俊
牛群峰
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions

Abstract

本发明公开了一种AUV航行控制参数的在线设置方法，步骤如下：步骤一：规划水下航行器航行路径；步骤二：根据航行器航行控制策略初步设置航行控制参数；步骤三：在监控设备上的态势图中显示设置完成的航行路径并模拟运行确认其符合性；步骤四：将航行路径和航行控制参数以任务文件的形式保存，监控设备将任务文件以无线方式下发至航行器；步骤五：航行器自主运行收到的任务文件，并在监控设备上实时显示航行器航行态势；步骤六：若航行器航行态势不满足航行控制策略，则修改航行控制参数并重复步骤三到步骤四，此时航行器悬浮，在收到新的任务文件后重新执行直至满足航行器航行控制策略。本发明能够实时、在线对航行控制参数进行设置。

Description

一种AUV航行控制参数的在线设置方法
技术领域
本发明属于水下自主无人航行器领域，具体涉及一种AUV航行控制参数的在线设置方法。
背景技术
随着无人技术的发展，AUV装备在水下各个领域获得广泛应用，特别是在水下探测、军事侦察等领域具有无可比拟的作用。AUV在水下无人自主工作，针对不同任务和水域环境，具有不同的航行控制策略，需要设置对应的航行控制参数，以往AUV设备需在布放下水前进行参数预制，完成某一项任务后，回收装备针对下一项任务需重新预制控制参数。特别是在AUV的研制过程中，需要频繁的预制AUV的控制参数，以获得满足要求的控制策略，这就造成AUV装备在使用上受到极大的限制，降低了AUV装备的使用效率。为了快速获得最优的航行控制参数，丰富AUV的使用方式，提高AUV的使用效率，实时、在线的对AUV航行控制参数进行设置是非常必要的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种AUV航行控制参数的在线设置方法，能够实时、在线对航行控制参数进行设置。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种AUV航行控制参数的在线设置方法，设置方法步骤如下：
步骤一：规划水下航行器航行路径；
步骤二：根据航行器航行控制策略初步设置航行控制参数；
步骤三：在监控设备上的态势图中显示设置完成的航行路径并模拟运行确认其符合性；
步骤四：将航行路径和航行控制参数以任务文件的形式保存，监控设备将所述任务文件以无线方式下发至航行器；
步骤五：航行器自主运行收到的任务文件，并在监控设备上实时显示航行器航行态势；
步骤六：若航行器航行态势不满足航行控制策略，则修改航行控制参数并重复步骤三到步骤四，此时航行器悬浮，在收到新的任务文件后重新执行直至满足航行器航行控制策略。
进一步地，所述航行控制参数包括航行深度控制参数、高度控制参数、航向控制参数、航线保持参数及应急处理阈值，并将控制参数以列表的形式填入数值表格中。
有益效果：
本发明通过航行路径规划、参数设置、航行态势模拟并确认、生成任务文件并通过无线方式下发、航行器执行任务文件并显示实际航行态势、修改航行控制参数并验证的步骤，在线设置控制参数，可极大丰富AUV的使用方式、提高AUV的使用效率，具有水面实时操作、实施难度低、验证简单高效、方法明确可行的特点。
附图说明
图1为本发明操作流程示意图；
图2为实施例中AUV航行路径规划示意图；
图3为实施例中AUV实际航行态势演示示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种AUV航行控制参数的在线设置方法，如图1所示，在线设置方法如下：水下航行器航行路径规划；步骤二：水下航行器航行参数设置；步骤三：航行态势模拟并确认；步骤四：生成任务文件并下发；步骤五：航行器执行任务文件并显示航行器实际航行态势；步骤六：修改航行控制参数并验证。
具体为：
步骤一、根据航行器测试需求，在海图上选取满足航行器航行水域条件的区域，在该区域内进行航行器航行路径规划，输入关键点的经纬度信息，生成航行路径，如图2所示，航行器从A点出发途径B、C点最终到达D点，需明确A、B、C、D的位置信息；
步骤二、根据航行器航行控制策略建立控制模型，计算航行控制参数包括航行深度控制参数、高度控制参数、航向控制参数、航线保持参数及应急处理阈值，将控制参数以列表的形式填入数值表格中；
步骤三、在确定航行器的航行关键点即A、B、C、D位置信息和航行器的航行控制参数信息后，在监控设备上显示规划的航行路径，并模拟航行器沿规划路径航行，以验证航行路径规划的正确性；
步骤四、在确认航行器航行路径正确的前提下，将航行路径和航行控制参数以文件的形式形成任务文件，并通过无线通信的方式将任务文件下发至航行器控制器；
步骤五、航行器接收任务文件后，通过监控设备启动航行器开始执行任务，监控设备监控航行器的航行态势并将实际航行路径与规划路径进行对比显示，如图3所示；航行态势包括航行器的路径、速度、经纬度、航向、姿态、深度及电量；
步骤六、若航行器航行态势不满足航行控制策略，则修改航行控制参数并重复步骤三到步骤四，此时航行器悬浮，在收到新的任务文件后重新执行直至满足航行器航行控制策略。
航行器完成若干个航次的实航验证后，回收航行器，下载航行器内记数据，对比分析各种航行控制参数配置情况的航行数据，可以选取最优的航行控制参数。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种AUV航行控制参数的在线设置方法，其特征在于，设置方法步骤如下：
步骤一：规划水下航行器航行路径；
步骤二：根据航行器航行控制策略初步设置航行控制参数；
步骤三：在监控设备上的态势图中显示设置完成的航行路径并模拟运行确认其符合性；
步骤四：将航行路径和航行控制参数以任务文件的形式保存，监控设备将所述任务文件以无线方式下发至航行器；
步骤五：航行器自主运行收到的任务文件，并在监控设备上实时显示航行器航行态势；
步骤六：若航行器航行态势不满足航行控制策略，则修改航行控制参数并重复步骤三到步骤四，此时航行器悬浮，在收到新的任务文件后重新执行直至满足航行器航行控制策略。
2.如权利要求1所述的AUV航行控制参数的在线设置方法，其特征在于，所述航行控制参数包括航行深度控制参数、高度控制参数、航向控制参数、航线保持参数及应急处理阈值，并将控制参数以列表的形式填入数值表格中。
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