导读:本文包含了地形跟踪论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:地形,水下,步法,机器人,摄动,卡尔,波束。
地形跟踪论文文献综述
王玉柱[1]（2018）在《UUV近海底地形跟踪策略及控制方法研究》一文中研究指出无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)是一种具有自主能力的水下运载工具,在军事、科学和经济等领域都有广泛应用,能够完成情报搜集、地形地貌勘测、沉船打捞、海底搜救等任务。在执行这些任务,尤其是海底地形地貌勘测时,为获得更加精确的信息,需要UUV与海底保持较近的稳定高度,即近海底地形跟踪。然而,在实际海洋环境中,海底地形未知且崎岖不平,这就导致UUV实现地形跟踪的难度大、效率低。正因如此,研究在未知环境下UUV的近海底地形跟踪问题具有非常重要的理论意义及实用价值。本文针对UUV在未知环境中的近海底地形跟踪问题提出了一种根据地形特征制导的跟踪策略。首先,通过对近海底地形跟踪问题的分析,设计了叁个单波束探测声纳探测海底地形的基础架构;其次,基于单波束测距声纳的测距融合信息进行海底地形特征提取;最后,提出根据地形特征确定UUV航行高度指令的近海底地形跟踪策略。本文针对叁维未知海底地形跟踪问题,提出一种UUV近海底跟踪控制架构。它将叁维海底地形跟踪转化为水平面和垂直面的联合控制,即UUV在水平面上跟踪期望的二维水平面航迹点,在垂直面上根据近海底地形跟踪策略,采用反步法设计高度控制器控制UUV的航行高度,从而实现UUV对叁维近海底地形的实时跟踪。本文使用MATLAB软件对上述控制策略及方法进行了仿真验证。首先,建立了四种典型二维海底地形模型即上坡地形、下坡地形、凸形地形及凹形地形。通过对四种地形的跟踪,验证控制方法的实时性及有效性。然后,开展了UUV不同声纳安装角度、不同航速的地形跟踪仿真试验研究;最后,建立了复杂叁维海底地形,对所提地形跟踪控制架构、跟踪策略及跟踪控制方法进行了整体验证。通过仿真试验验证,本文所提出的近海底地形跟踪控制策略和控制方法不仅可以精确跟踪平缓地形,也可以有效识别并安全跟踪崎岖地形,易于工程实现,具有良好的实用价值。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2018-12-01）
黄凯[2]（2017）在《多波束测深系统地形跟踪技术研究》一文中研究指出随着海洋经济与技术的发展,海底地形探测技术受到了越来越多的关注,并已逐渐成为海洋资源开发、环境调查等工作的基础。较之于传统声纳的单点测量,多波束测深系统利用广角度发射、多通道接收与阵处理技术,可以单次形成高密度的条幅式数据,测深效率大幅提高,在水下资源调查、海洋划界等领域具有重要的应用价值。论文针对多波束测深精度进一步改善的需求,引入地形跟踪的思想并发展了相关算法。首先介绍了多波束测深系统的发展历史和特点以及声线跟踪技术和多波束测深系统的基本原理。由于传统的直接利用声线跟踪来获取海底地形的方法很大程度上会受到测量噪声声速畸变以及干扰回波的影响,本文提出了一种将环境起伏特性与回波到达时间、回波到达角以及声速剖面结合起来的状态-空间模型,并给出了序贯滤波的解法。首先重点阐述了无迹卡尔曼滤波算法的相关理论和算法执行流程,然后通过仿真数据对同一信噪比下序贯滤波算法与传统算法的跟踪性能进行了比较,其次研究跟踪性能与信噪比的关系,比较条件均方误差与后验Cramer-Rao下限的关系,最后结合2016年7月的海试数据,进一步验证了序贯滤波算法的优势。针对序贯滤波算法计算量大、效率低的局限,本文提出一种减少未知参数个数的降维方法,该方法使用经验正交函数表征海底深度特征,显着降低了算法的复杂度。在此基础上,基于经验正交函数的正交性进一步扩展了状态-空间模型,使得表征更为复杂的地形演变成为可能,并运用仿真数据对改进后的算法进行了验证。研究了多波束测深系统的常见误差来源及编辑准则,针对文中涉及的几种算法,引入了基于支持向量机的机器学习方法,训练出二分类模型用于判别算法的优劣并剔除异常值,进行数据融合,实现了测量可靠性与水底跟踪精度的提高。论文还介绍了中科院声学所和浙江大学等机构联合开发的全海深多波束测深系统,阐述了其中基于现场可编程门阵列的信号预处理模块的硬件设计与数字信号处理软件算法,并将运用此系统进行信号处理所得的结果与MATLAB仿真所得数据进行对比,验证了所设计的信号预处理算法的正确性。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-01-20）
周易[3]（2016）在《UUV地形跟踪安全性评估及航行模式切换控制方法研究》一文中研究指出无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)是一种涉及自动化技术、计算机技术、水声技术等多学科,集成多种高新技术的小型水下载体,能够通过遥控或自主操作等方式执行水下任务。UUV在军事、科考及民用等领域都有着极高的应用价值,能够完成水下作战、侦察、海底资源开发、沉船打捞等各种任务。UUV的运动控制技术是其实现各项功能的基础,而垂直面的运动控制问题是UUV、潜艇等水下载体空间运动的特殊问题,具有很重要的研究价值。对于水下铺管、地形测绘等任务,UUV需要进行跟随地形的定高航行,即地形跟踪航行。水下地形复杂多变,当UUV进行地形跟踪航行时,一些陡峭或坡度变化剧烈的地形会对其构成威胁。而保证UUV的航行安全又是其执行任务的首要前提,因此对于UUV地形跟踪航行安全性的研究具有很重要的意义。本文提出一种UUV航行模式切换控制方法,在UUV执行地形跟踪航行任务的过程中,通过对其航行安全性的评估,在遇到危险地形时,适时地切换为定深度航行,直到UUV航行至安全地带后再重新进行地形跟踪航行执行任务,以保证其航行安全性。具体研究内容如下:首先,建立大地固定坐标系及UUV载体坐标系,构建坐标系之间的转换矩阵。在此基础上,建立UUV的6自由度运动学模型及动力学模型。随后根据课题需要,对UUV数学模型进行解耦及化简,得到UUV垂直面简化模型。其次,基于UUV垂直面简化模型,研究其深度控制问题,设计基于反馈增益反步法的UUV深度控制器,并对系统的鲁棒性进行分析。在MATLAB环境下,通过仿真试验检验控制器的控制效果。再次,对UUV的地形跟踪控制问题进行研究。对UUV地形跟踪控制研究中的重点及难点进行分析,对Serret-Frenet方程进行推导,并在此基础上给出UUV地形跟踪误差模型。利用UUV地形跟踪误差模型设计地形跟踪制导律及地形跟踪控制器,并在MATLAB环境下对其控制效果进行仿真验证。最后,分析地形跟踪航行过程中的UUV在不同情况下容易遇到的危险情况,利用模糊隶属函数对影响UUV航行安全性的各项因素进行定量描述。在此基础上,给出UUV航行安全性的评估过程,并利用航行安全性系数将其量化。结合UUV深度控制器及地形跟踪控制器,给出UUV航行模式切换控制器,在MATLAB环境下,针对不同地形及UUV的不同航行模式,对其控制效果进行仿真验证。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2016-12-01）
徐红丽,陈巩[4]（2016）在《基于传感器信息的AUV海底地形跟踪研究》一文中研究指出该文研究了配置高度计和深度计的水下机器人海底地形跟踪的问题。采用扩展卡尔曼滤波对高度计和深度计数据进行数据融合,提高了AUV对海底高度信息感知的能力,通过最小二乘法对海底地形坡度进行估计,预测海底地形变化趋势,提高了水下机器人对海底地形跟踪的能力。最后,通过Matlab仿真对海底地形跟踪算法进行了验证,实验结果表明该文提出的方法是有效的。(本文来源于《自动化与仪表》期刊2016年06期）
严浙平,于浩淼,李本银,周佳加[5]（2016）在《基于积分滑模的欠驱动UUV地形跟踪控制》一文中研究指出针对参数摄动以及外界环境扰动条件下欠驱动水下无人航行器(UUV)地形跟踪控制任务,提出了一种基于反步法(Backstepping)和积分滑模控制方法(ISMC)的地形跟踪控制策略。首先,利用航行器的运动学特性以及局部Serret-Frenet坐标系,建立UUV地形跟踪误差方程。然后,分别采用反步法和ISMC设计运动学控制(制导律)和动力学控制器。利用有限时间稳定性理论证明该地形跟踪控制策略作用下的闭环运动系统为全局有限时间收敛的。仿真结果表明,所提出的地形跟踪控制策略可以有效地实现地形跟踪任务,并且对于参数摄动以及外界干扰具有很强的鲁棒性。(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2016年05期）
万磊,张英浩,孙玉山,李岳明[6]（2015）在《基于自抗扰的自主水下航行器地形跟踪控制》一文中研究指出为保证自主水下航行器在进行地形跟踪任务时,可以更好地抵抗外界环境及自身信号传输的干扰作用,提出一种基于自抗扰控制技术的地形跟踪控制方法,可以将地形跟踪转化为水下机器人的纵倾控制,并设计有运动保护机制。在仿真实验中,利用所设计方法,进行了叁维运动仿真,模拟了机器人从水面到水下完成地形跟踪任务的全过程,并与基于PID控制方法的控制器进行比较。结果表明,基于自抗扰控制技术的地形跟踪控制方法能够准确完成预定任务,同时,相比于基于PID的跟踪方法,能够更有效地抑制干扰所造成的超调和震颤等现象,具有更优的控制效果。(本文来源于《兵工学报》期刊2015年10期）
魏东辉,水尊师,徐骋[7]（2015）在《BTT导弹地形跟踪/地形回避控制器设计方法》一文中研究指出针对倾斜转弯(BTT)导弹地形跟踪/地形回避控制任务,在弹体坐标系下建立了导弹的动力学数学模型,将滚转通道独立解耦,俯仰-偏航通道耦合设计;依据H_∞混合灵敏度理论,设计了俯仰-偏航通道过载控制器和滚转通道滚转角控制器;通过六自由度非线性仿真,验证了设计方法的有效性。(本文来源于《导航定位与授时》期刊2015年02期）
严浙平,邓力榕,孙海涛[8]（2014）在《基于高度计信息处理的欠驱动无人水下航行器地形跟踪控制》一文中研究指出针对高度测量信息不准确情况下的欠驱动无人水下航行器(UUV)地形跟踪控制问题,结合欠驱动UUV的固有特性,提出了一种基于反步法的非线性海底地形跟踪控制方法。首先,针对高度计受海水温度和盐度等海洋环境的干扰而导致高度测量信息不准确的问题,采用卡尔曼滤波器对高度测量信息进行处理,提高高度信息的准确性;然后,基于Lyapunov稳定性理论和反步法设计了非线性地形跟踪控制器,并证明了控制系统的渐近稳定性;最后,分别通过仿真实验和海试实验对所提出的方法进行验证。结果表明,基于高度信息滤波处理的欠驱动UUV非线性地形跟踪控制器能够实现精确的地形跟踪控制。(本文来源于《计算机应用》期刊2014年02期）
李岳明,万磊,孙玉山,张国成[9]（2013）在《水下机器人高度信息融合与欠驱动地形跟踪控制》一文中研究指出研究了配置高度计和多普勒速度计(DVL)的欠驱动水下机器人地形跟踪控制问题.采用Takagi-Sugeno推理方法对高度计和DVL两种传感器的高度信息进行融合,提高了高度信息感知能力.将地形跟踪分为速度控制和深度控制问题,分别使用S面控制方法设计速度控制器和反步法设计欠驱动深度控制器.最后,通过实际海洋实验对研究的方法进行了验证,实验结果表明该文提出的方法是有效的.(本文来源于《控制理论与应用》期刊2013年01期）
贾鹤鸣,宋文龙,周佳加[10]（2012）在《基于非线性反步法的欠驱动AUV地形跟踪控制》一文中研究指出为实现欠驱动水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)的精确地形跟踪控制,设计了一种基于Lyapunov稳定性理论的非线性反步(backstepping)法控制器.基于虚拟向导的方法,结合AUV艇体的动力学特性,建立AUV垂直面地形跟踪误差方程,采用backstepping法设计地形跟踪控制器,利用Lyapunov稳定性理论分析了整个系统的稳定性.仿真实验中选择海底斜坡地形进行跟踪实验,且要求AUV相对地形保持一个恒定的高度偏差,结果表明该控制方法可实现对斜坡地形的精确跟踪.(本文来源于《北京工业大学学报》期刊2012年12期）
地形跟踪论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着海洋经济与技术的发展,海底地形探测技术受到了越来越多的关注,并已逐渐成为海洋资源开发、环境调查等工作的基础。较之于传统声纳的单点测量,多波束测深系统利用广角度发射、多通道接收与阵处理技术,可以单次形成高密度的条幅式数据,测深效率大幅提高,在水下资源调查、海洋划界等领域具有重要的应用价值。论文针对多波束测深精度进一步改善的需求,引入地形跟踪的思想并发展了相关算法。首先介绍了多波束测深系统的发展历史和特点以及声线跟踪技术和多波束测深系统的基本原理。由于传统的直接利用声线跟踪来获取海底地形的方法很大程度上会受到测量噪声声速畸变以及干扰回波的影响,本文提出了一种将环境起伏特性与回波到达时间、回波到达角以及声速剖面结合起来的状态-空间模型,并给出了序贯滤波的解法。首先重点阐述了无迹卡尔曼滤波算法的相关理论和算法执行流程,然后通过仿真数据对同一信噪比下序贯滤波算法与传统算法的跟踪性能进行了比较,其次研究跟踪性能与信噪比的关系,比较条件均方误差与后验Cramer-Rao下限的关系,最后结合2016年7月的海试数据,进一步验证了序贯滤波算法的优势。针对序贯滤波算法计算量大、效率低的局限,本文提出一种减少未知参数个数的降维方法,该方法使用经验正交函数表征海底深度特征,显着降低了算法的复杂度。在此基础上,基于经验正交函数的正交性进一步扩展了状态-空间模型,使得表征更为复杂的地形演变成为可能,并运用仿真数据对改进后的算法进行了验证。研究了多波束测深系统的常见误差来源及编辑准则,针对文中涉及的几种算法,引入了基于支持向量机的机器学习方法,训练出二分类模型用于判别算法的优劣并剔除异常值,进行数据融合,实现了测量可靠性与水底跟踪精度的提高。论文还介绍了中科院声学所和浙江大学等机构联合开发的全海深多波束测深系统,阐述了其中基于现场可编程门阵列的信号预处理模块的硬件设计与数字信号处理软件算法,并将运用此系统进行信号处理所得的结果与MATLAB仿真所得数据进行对比,验证了所设计的信号预处理算法的正确性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
地形跟踪论文参考文献
[1].王玉柱.UUV近海底地形跟踪策略及控制方法研究[D].哈尔滨工程大学.2018
[2].黄凯.多波束测深系统地形跟踪技术研究[D].浙江大学.2017
[3].周易.UUV地形跟踪安全性评估及航行模式切换控制方法研究[D].哈尔滨工程大学.2016
[4].徐红丽,陈巩.基于传感器信息的AUV海底地形跟踪研究[J].自动化与仪表.2016
[5].严浙平,于浩淼,李本银,周佳加.基于积分滑模的欠驱动UUV地形跟踪控制[J].哈尔滨工程大学学报.2016
[6].万磊,张英浩,孙玉山,李岳明.基于自抗扰的自主水下航行器地形跟踪控制[J].兵工学报.2015
[7].魏东辉,水尊师,徐骋.BTT导弹地形跟踪/地形回避控制器设计方法[J].导航定位与授时.2015
[8].严浙平,邓力榕,孙海涛.基于高度计信息处理的欠驱动无人水下航行器地形跟踪控制[J].计算机应用.2014
[9].李岳明,万磊,孙玉山,张国成.水下机器人高度信息融合与欠驱动地形跟踪控制[J].控制理论与应用.2013
[10].贾鹤鸣,宋文龙,周佳加.基于非线性反步法的欠驱动AUV地形跟踪控制[J].北京工业大学学报.2012
论文知识图
