水下多AUV協同定位方法

《水下多AUV協同定位方法》是2019年6月國防工業出版社出版的圖書，作者是徐博。

基本介紹

• 中文名：水下多AUV協同定位方法
• 作者：徐博
• 出版時間：2019年6月
• 出版社：國防工業出版社
• 頁數：225 頁
• ISBN：9787118116953
• 定價：98 元
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝

內容簡介

多AUV協同定位技術是近年來自主水下航行器套用領域的一種主流趨勢和發展方向。國內對協同定位的研究處於初始階段，目前甚少有專著對其進行系統論述。《水下多AUV協同定位方法》結合作者的科研成果，詳細地介紹了多AUV協同定位的運動學建模、編隊構型設計和協同定位信息融合算法。重點論述了基於聲學網路的主從式多AUV協同導航、編隊構型設計以及相應的多感測器信息融合和仿真試驗驗證，提出了在聲學通信與測距受限條件下（通信間隔長、通信延遲大、通信丟失等）的多AUV協同定位解決方案，提高了系統的定位精度和魯棒性。該技術緊密結合自主水下航行器的工程套用，充分反映了國內外該學科領域的新研究成果，代表了多自主水下航行器編隊建模、協同定位領域發展中重要的技術突破，對多自主水下航行器編隊協同定位技術的發展和推廣具有重要的意義。

該書內容新穎，特色鮮明，論述嚴謹，重點突出，在理論研究的基礎上兼顧實際套用中存在的問題，同時具備理論參考和工程套用價值。該書可為從事水中兵器和水下航行器研製工作的技術人員提供學習參考。

圖書目錄

第1章 緒論

1．1 多AUV協同導航的重要意義

1．2 多AUV協同導航問題的界定及特殊性討論

1．3 AUV的發展現狀

1．4 多AUV協作技術發展現狀

1．5 傳統水下定位技術及發展概況

1．5．1 INS/DR方法

1．5．2 其他有界誤差定位方法

1．6 多AUV協同定位技術發展現狀

1．6．1 水下協同定位技術

1．6．2 協同定位濾波算法

1．6．3 技術特點與難點分析

參考文獻

基礎篇

第2章 多AUV協同定位數學建模

2．1 導航系統相關概念

2．1．1 常用坐標系

2．1．2 AUV運動自由度及參數定義

2．1．3 坐標轉換矩陣

2．2 多AUV協同定位系統特徵分析及感測器描述

2．2．1 協同定位方式分類

2．2．2 感測器描述

2．3 多AUV協同定位系統相關理論方法

2．3．1 最優估計理論

2．3．2 Fisher信息矩陣和克拉美一羅下界

2．3．3 蒙特卡洛方法

2．4 多AUV空間運動學模型

2．4．1 單AUV空間運動學模型

2．4．2 單AUV二維平面運動學模型

2．4．3 多AUV空間運動學模型

2．5 多AUV聲學網路建模

2． 5．1 多AUV聲學量測模型

2．5．2 多AUV聲學測距技術

2．5．3 多AUV協同定位通信方案

2．6 多AUV協同定位原理及建模

2． 6．1 協同定位原理

2．6．2 協同定位系統建模

參考文獻

第3章 非線性濾波在多AUV協同定位中的套用

3．1 單領航多AUV協同定位建模基礎理論

3．1．1 多AUV運動建模

3．1．2 多AUV協同定位量測建模

3．2 卡爾曼濾波理論簡介

3．3 基於EKF的協同定位濾波算法

3． 3．1 EKF算法介紹

3．3．2 EKF算法特點的討論

3．4 基於SSUKF的協同定位濾波算法

3．4．1 UT變換

3．4．2 UKF濾波算法

3．4．3 SSUKF濾波算法

3．4．4 SSUKF算法特點的討論

3．5 基於CKF的協同定位濾波算法

3． 5．1 高斯濾波基本形式

3．5．2 容積準則

3．5．3 CKF濾波算法

3．5．4 CKF算法特點的討論

3．6 仿真驗證

3．6．1 濾波參數計算

3．6．2 仿真驗證

參考文獻

協同編隊構型篇

第4章多AUV協同定位可觀測性分析與隊形設計

4.1多AUV協同定位可觀測性分析

4.1.1基於線性化模型的可觀測性分析

4.1.2基於非線性李導數的可觀測性分析

4.2考慮環境條件約束的隊形設計

4.2.1考慮尾流影響的多AUV隊形設計

4.2.2考慮尾流影響及安全距離的隊形設計

4.2.3考慮綜合因素影響的多AUV隊形設計

參考文獻

第5章多AUV編隊最優拓撲結構設計

5.1單跟隨AUV情況的編隊最優拓撲結構

5.1.1最優評價函式構建

5.1.2領航AUV最優編隊拓撲結構設計

5.1.3仿真驗證

5.2多跟隨AUV情況的編隊最優拓撲結構

5.2.1考慮距離相關噪聲的最優評價函式構建

5.2.2領航AUV最優編隊拓撲結構設計

5.2.3領航AUV位置步進遞推方法

5.2.4仿真驗證

5.3位置不確定的多跟隨AUV的編隊最優拓撲結構

5.3.1領航AUV最優編隊拓撲結構設計

5.3.2蒙特卡洛方法的套用

5.3.3仿真驗證

參考文獻

水下複雜聲學環境的協同定位性能最佳化篇

第6章協同網路中水聲通信特性與測距誤差分析

6.1近海面氣泡層的影響分析

6.2都卜勒原理

6.3都卜勒效應誤差影響分析

6.4聲線彎曲誤差影響分析

6.4.1平均聲速法

6.4.2多項式近似法

6.4.3疊代逼近法

6.5時鐘漂移誤差影響分析

6.6時間延遲及相對運動誤差影響分析

參考文獻

第7章基於魯棒性疊代濾波的多AUV協同定位方法

7.1Huber魯棒性估計算法

7.1.1極大似然估計

7.1.2廣義極大似然估計

7.1.3考慮槓桿點影響的廣義極大似然估計

7.2基於Huber估計的魯棒性濾波算法

7.2.1Huber-Based EKF濾波算法

7.2.2Huber-Based DDF濾波算法

7.3基於魯棒性疊代濾波的多AUV協同定位方法

7.4仿真驗證

7.4.1異常量測噪聲條件

7.4.2重尾特性噪聲條件

參考文獻

第8章基於噪聲自適應估計的多AUV協同定位方法

8.1Myers-Tapley 噪聲自適應估計方法

8.2改進的自適應濾波算法

8.2.1殘差加權統計方法

8.2.2衰減記憶統計方法

8.3仿真驗證

8.3.1高斯噪聲條件

8.3.2非高斯噪聲條件

參考文獻

第9章多AUV協同定位中延時補償方法

9.1基於狀態補償的協同定位延時補償方法

9.1.1多AUV協同定位通信延時模型

9.1.2基於狀態補償的DEKF設計

9.2基於量測更新的協同定位延時補償方法

9.2.1基於時間延遲的系統狀態方程重構

9.2.2基於時間延遲的系統量測方程重構

9.2.3基於量測更新的DEKF設計

9.3仿真驗證

參考文獻

第10章多AUV協同定位中的量測數據丟失處理方法

10.1基於EKF的量測數據丟失處理方法

10.1.1系統模型描述

10.1.2量測數據丟失條件下的EKF算法

10.2基於擴展最小方差濾波的量測數據丟失處理方法

10.2.1系統模型描述與模型轉化

10.2.2線性最小方差濾波

10.2.3擴展最小方差濾波

10.2.4仿真驗證

10.3基於時域滾動估計的量測數據丟失處理方法

10.3.1時域滾動估計方法

10.3.2仿真驗證

參考文獻