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深遠海工程裝備與高技術叢書自主水下航行器導航與控制技術 版權信息
- ISBN：9787547851043
- 條形碼：9787547851043 ; 978-7-5478-5104-3
- 裝幀：100g膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
深遠海工程裝備與高技術叢書自主水下航行器導航與控制技術 本書特色
適讀人群 ：海洋工程研究人員和技術人員，以及高等院校船舶與海洋工程自動化及相關專業的師生近年來，隨著技術的提升以及戰略發展的需要，世界各國對資源的開發利用逐漸向著陸地以外更廣闊的海洋拓展。作為二十一世紀很具發展潛力的領域，海洋探索正在被越來越多的國家納入重點發展規劃。因此，發展海洋技術在國家發展中有十分現實而深遠的意義。 自主水下航行器作為海洋工程裝備的重要工具，越來越受到各行各業的關注，在海洋研究、生態監測、軍事偵察等領域有著重要而廣泛的應用。 本書作者長期從事自主水下航行器的設計開發，結合工程實踐經驗編寫本書，力圖通過本書將自主水下航行器導航與控制技術包括水下航行器數學建模、水下自主導航技術、水下航行器控制方法、水下航行器導航與控制仿真等相關知識，反應當前技術水平的發展。
深遠海工程裝備與高技術叢書自主水下航行器導航與控制技術 內容簡介
本書共分10章。章對自主水下航行器介紹；第2章介紹自主水下航行器導航技術；第3章介紹自主水下航行器控制技術；第4章介紹水下航行器導航與控制仿真技術；第5章介紹自主水下航行器協同導航技術；第6章介紹于信息熵的協同導航算法；第7章介紹滾動時域估計的多AUV協同定位算法；第8章介紹自主水下航行器圖像伺服跟蹤控制技術；第9章介紹 基于視覺的AUV協同運動技術；0章介紹多AUV協同運動水池試驗，并結合西北工業大學張立川團隊研發的三條雷體AUV進行水池試驗。
深遠海工程裝備與高技術叢書自主水下航行器導航與控制技術 目錄
第1章自主水下航行器概述1
1．1自主水下航行器概念、分類與特點3
1．2自主水下航行器的國外發展現狀5
1．2．1單一自主水下航行器的國外發展現狀5
1．2．2多自主水下航行器的國外發展現狀8
1．3自主水下航行器發展趨勢11
1．4自主水下航行器的國內發展現狀11
1．4．1單一自主水下航行器的國內發展現狀11
1．4．2多自主水下航行器的國內發展現狀12
參考文獻13
第2章自主水下航行器導航技術15
2．1地球導航模型17
2．1．1地形匹配導航17
2．1．2海洋地磁導航18
2．1．3重力導航18
2．2組合導航19
2．2．1慣性自主導航算法19
2．2．2捷聯慣導系統/多普勒測速儀自主組合導航23
2．2．3航位推算/深度傳感器組合26
2．2．4水面狀態有源校準信息融合及容錯技術27
2．2．5動基座初始對準技術34
2．2．6捷聯羅經動基座初始對準與導航39
2．3聲學導航算法42
2．3．1長基線定位原理及導航應用分析42
2．3．2超短基線系統導航基本原理45
參考文獻46
第3章自主水下航行器控制技術49
3．1自主水下航行器數學建模51
3．1．1數學坐標系51
3．1．2動力學模型56
3．1．3運動學模型57
3．2深度控制58
3．3航向控制59
3．4矢量運動控制60
參考文獻61
第4章水下航行器導航與控制仿真技術63
4．1常用仿真工具和仿真平臺65
4．1．1CATIA65
4．1．2ANSYS66
4．1．3OpenGL66
4．1．4Multisim67
4．1．5MATLAB/Simulink67
4．2導航與控制一體化模型68
4．3Simulink模型搭建70
4．3．1坐標系和運動參數70
4．3．2Simulink模型結構71
4．3．3仿真分析73
參考文獻74
第5章自主水下航行器協同導航技術75
5．1協同導航77
5．1．1協同的概念77
5．1．2協同導航機理79
5．1．3協同導航系統的感知傳感器80
5．2協同導航模型82
5．2．1導航概述82
5．2．2自主水下航行器協同導航運動學模型82
5．2．3自主水下水聲測量模型83
5．3常規組網自主水下航行器協同導航方法85
5．3．1基于幾何學的協同導航85
5．3．2基于概率學的協同導航87
5．4協同導航系統可觀測性分析 90
5．4．1協同導航系統介紹90
5．4．2系統導航系統可觀測性分析91
5．5濾波理論93
5．5．1卡爾曼濾波算法93
5．5．2擴展卡爾曼濾波94
5．5．3無跡卡爾曼濾波96
5．5．4粒子濾波理論98
參考文獻101
第6章基于信息熵的協同導航算法研究103
6．1信息熵的計算和應用105
6．1．1信息熵的概念105
6．1．2信息熵的計算106
6．2信息熵在自主水下航行器協同導航中的應用107
6．2．1性能函數的理論分析108
6．2．2性能函數的仿真分析109
6．3基于信息熵的協同導航算法流程112
6．3．1信息熵在EKF中的協同導航算法流程112
6．3．2信息熵在UKF中的協同導航算法流程112
6．3．3信息熵在UPF中的協同導航算法流程113
參考文獻113
第7章滾動時域估計的多自主水下航行器協同定位算法研究115
7．1滾動時域估計的基本原理117
7．2卡爾曼濾波與滾動時域估計之間的關系120
7．3到達代價的計算123
7．4數值實例分析125
7．5滾動時域估計的多自主水下航行器協同定位算法126
7．5．1基于EKF的滾動時域估計協同定位算法126
7．5．2基于UKF的滾動時域估計協同定位算法129
7．6協同定位算法計算復雜度132
7．6．1計算復雜度分析132
7．6．2時域窗口長度的選擇133
7．6．3系數矩陣的特殊結構134
參考文獻139
第8章自主水下航行器圖像伺服跟蹤控制技術141
8．1攝像機模型與標定143
8．1．1攝像機模型143
8．1．2攝像機標定145
8．2單目視覺識別148
8．2．1圖像濾波149
8．2．2圖像數學形態學處理150
8．2．3模板匹配151
8．3單目視覺測距153
8．3．1測距方法對比153
8．3．2單目測距方法153
8．4基于視覺伺服的自主水下航行器對接實驗155
8．4．1坐標系定義155
8．4．2坐標系變換157
8．4．3水下航行器模型158
8．4．4遠距離光源引導運動161
8．5平臺功能實驗161
8．5．1定深實驗161
8．5．2定向實驗162
8．5．3遠距離光源引導實驗163
8．5．4自重構實驗164
參考文獻166
第9章基于視覺的自主水下航行器協同運動技術167
9．1基于矩形目標約束的水下視覺位姿估計方法169
9．1．1水下光信標陣列識別算法169
9．1．2基于光信標陣列的位姿估計176
9．1．3基于AR Marker的位姿估計方法179
9．2基于全驅動自主水下航行器模型的協同運動控制器設計與仿真182
9．2．1多自主水下航行器系統協同運動數學模型182
9．2．2協同運動控制器的設計184
9．2．3控制輸入的求解185
9．2．4協同運動模型及控制器仿真192
9．3基于有限狀態機模型的多自主水下航行器協同策略198
9．3．1自主水下航行器的運動控制算法199
9．3．2多自主水下航行器系統協同運動策略200
9．3．3基于有限狀態機的協同策略實現201
參考文獻205
第10章多自主水下航行器協同運動水池試驗207
10．1試驗自主水下航行器平臺介紹209
10．2視覺位姿估計試驗213
10．3自主水下航行器操縱性能試驗225
10．4多自主水下航行器協同運動試驗228
參考文獻233
展開全部
深遠海工程裝備與高技術叢書自主水下航行器導航與控制技術 作者簡介
張立川：西北工業大學航海學院兵器科學與技術博士，悉尼大學博士后，副教授，水下無人運載技術工信部重點實驗室副主任。 潘光：西北工業大學航海學院院長，長江學者。入選教育部“新世紀優秀人才支持計劃”，陜西省青年科技獎獲得者，科學中國人2011年度人物，現任高速水洞實驗室主任，水下航行器研究所副所長，教育部“長江學者和創新團隊發展計劃”創新團隊和國防科工委“國防科技創新團隊”骨干成員。近年主持國家自然科學基金、軍口863計劃、國防基礎研究、總裝預研等項目20余項，作為核心成員承擔總裝型號等項目10項，先后擔任兩型總裝重點型號的總體系統主任設計師和總師助理。 劉增武：大連測控技術研究所副總工程師，研究員，中國海洋學會軍事海洋專業委員會常務理事。
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