无人潜水器水下搜救理论与技术

本书在综述近年来无人潜水器水下搜救关键技术研究进展的基础上，从单个无人潜水器水下搜救和多潜水器协作搜救两个方面，探讨无人潜水器水下搜救的基本理论方法、仿真研究结果。很后给出一个实际的无人潜水器研制的硬件与软件系统和实际的水下搜救案例。

朱大奇，1964年11月生，博士、教授、博士生导师。现为上海海事大学水下机器人与智能系统实验室主任、上海市领军人才、上海市很好学科带头人。主持国家“863”计划、国家自然科学基金及省部级重点项目20项。获上海市科技进步二等奖3次、三等奖1次。以靠前作者或通信作者发表SCI论文56篇、EI期刊论文66篇；出版专著3部、教材3部；相关论文、论著他引近1600次，其中SCI他引210次。授权国家专利10项。主要研究方向：无人潜水器水下搜救、智能信息处理与故障诊断。胡震1967年11月生，中国船舶重工集团公司702研究所研究员，“蛟龙号”7000米载人潜水器副总设计师，国产化4500米载人潜水器总设计师，国家“万人计划”首批科技创新领军人才。作为主要负责人，参与近10项水下机器人设计与研制工作。获国家科技进步二等奖1次，国防科工委和江苏省科技进步一等奖各1次。在靠前外期刊发表论文近20篇。主要研究方向：水下机器人总体设计与分析、智能控制、机器人视觉及水下机器人操控。

第1章无人潜水器水下搜救概述
1.1深海潜水器
1.1.1载人潜水器
1.1.2无人潜水器
1.2无人潜水器研究概况
1.2.1有缆遥控无人潜水器
1.2.2无缆自治无人潜水器
1.2.3国内深海潜水器研究
1.3无人潜水器水下搜救关键技术
1.3.1无人潜水器水下环境感知与地图构建技术
1.3.2无人潜水器的导航与通信系统
1.3.3无人潜水器的水下路径规划及安全避障技术
1.3.4无人潜水器的轨迹跟踪控制技术
1.3.5无人潜水器的水下目标探测与识别技术
1.3.6无人潜水器故障自诊断与容错控制技术
1.3.7多潜水器水下协作搜救技术
参考文献
第2章信息融合与水下地图构建
2.1无人潜水器坐标系统.
2.2无人潜水器水下搜救环境模型
2.3声纳传感器参数与模型的建立
2.3.1前视声纳模型
2.3.2声纳传感器参数与模型建立
2.4基于D-S信息融合的AUV地图构建与更新
2.4.1D-S信息融合算法
2.4.2AUV地图构建系统组成
2.4.3AUV地图栅格的状态判别规则
2.5构建地图仿真结果及分析
2.5.1实验环境初始化及仿真流程
2.5.2地图构建准确率的定义
2.5.3仿真结果及分析
参考文献
第3章人工势场AUV水下路径规划
3.1人工势场模型
3.1.1引力势场建模
3.1.2斥力势场建模
3.2人工势场路径规划的局部极小问题
3.3人工势场的AUV路径规划
3.3.1改进的引力势场函数
3.3.2仿真实验及分析
3.3.3局部极值问题
3.4海流状况下的AUV人工势场路径规划
3.4.1AUV在海流环境的运行特点
3.4.2速度矢量合成与人工势场集成的路径规划算法
3.4.3仿真实验及分析
参考文献
第4章生物启发AUV水下路径规划
4.1生物启发神经动力学的基本原理
4.2生物启发神经网络模型
4.2.1二维生物启发神经网络模型
4.2.2三维生物启发神经网络模型
4.2.3模型的稳定性分析
4.3模型的参数敏感性分析
4.3.1神经元之间的连接权系数
4.3.2神经元的外部输入信号
4.3.3神经元活性输出的取值范围
4.3.4神经元活性值的衰减速率
4.4基于生物启发神经动力学模型的AUV全局路径规划
4.4.1水下环境建模
4.4.2环境信息已知的点到点路径规划方法
4.5环境信息未知全局路径规划方法
4.5.1路径规划模型初始化
4.5.2路径规划中的死锁问题
4.5.3路径规划的实现与效果对比
4.6基于声纳的长距离路径规划应用
……
第5章无人潜水器水下轨迹跟踪控制
第6章多AUV水下搜救任务分配
第7章多AUV水下编队控制
第8章多AUV协作搜索
第9章无人潜水器研发与搜救实践