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不同潜深下水下机器人导航位置修正方法研究
| 论文题名： | 不同潜深下水下机器人导航位置修正方法研究 |
| 关键词： | 智能水下机器人;位置修正;组合导航;数据融合 |
| 摘要： | 随着世界各国在海洋研究工作方面的日益竞争和不断深入，作为主要开发工具的智能水下机器人，对其精确导航定位等关键技术提出了更高的要求。由于海洋尤其深海环境复杂多变，导航系统难免存在误差，研究探索一种简单方便的导航误差修正方法，对保证其顺利完成水下作业至关重要。 本论文的研究目的是在不同的潜深情况下，探索一种基于航位推算导航系统的误差修正方法，从而最大限度提高导航精度。论文主要研究工作如下： 首先，对于潜深较小的情况下，设计基于DR/GPS的水下组合导航系统来提高导航精度，该组合导航系统两种工作模式可自动转换，使机器人在能接收到高精度 GPS信号的情况下对航位推算导航位置进行修正，从而减小导航误差。接着通过实际海试数据对该组合系统的可行性进行了验证。 其次，为了减少导航传感器数据中的噪声，本文先是运用参数容错辨识进行野值剔除，接着通过五点三次平滑滤波对数据进行平滑，最后利用强跟踪无迹卡尔曼滤波方法对数据进行融合处理，最终得到了较为精确的导航结果，并将STUKF算法滤波结果与标准 UKF算法滤波效果进行了对比，证明了其滤波效果相对更精确，且对于突变状态有较强的跟踪能力。 然后，在潜深较大的情况下，本文采用测距定位方法对机器人位置进行解算并以此修正机器人下潜后航位推算导航位置，从而有效地减小了推算误差。同时，本文对各个影响测距定位精度的因素进行了分析，并在能观性及稳定性方面对采用的测距模型给予了理论证明。 最后利用MATLAB对测距定位方法所用到的fminsearch函数进行了理论分析和仿真验证，并在改变各个影响测距定位精度参数的情况下进行仿真，得到了较好的定位效果，最终证明了该方法的有效性及可行性。 |
| 作者： | 李成涛 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 孙玉山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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