[发明专利]一种水下无人航行器编队的队形控制方法

权利要求书

1.一种水下无人航行器编队的队形控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：在编队中建立虚拟吸力势场和虚拟斥力势场；

步骤二：编队中各航行器实时获取自身的运动参数信息并发送至编队控制平台；

步骤三：编队控制平台根据所述运动参数信息、虚拟吸力势场的零势点和虚拟斥力势场的零势点计算各航行器的吸力的大小方向和斥力的大小方向；

步骤四：编队控制平台根据所述吸力的大小方向和斥力的大小方向计算各航行器的校正量并将所述校正量分别发送给相应的航行器；

步骤五：相应的航行器接收所述校正量后根据所述校正量调整航行参数。

2.根据权利要求1所述的水下无人航行器编队的队形控制方法，其特征在于，在步骤一中，以每个航行器的目标位置作为虚拟吸力势场的零势点均建立一个虚拟吸力势场，每个航行器均被相应的虚拟吸力势场的零势点吸引；并且以每个航行器的实际位置作为虚拟斥力势场的零势点均建立一个虚拟斥力势场，每个航行器均被相邻的虚拟斥力势场的零势点排斥。

3.根据权利要求2所述的水下无人航行器编队的队形控制方法，其特征在于，航行器的目标位置由所述编队控制平台的实际位置以及航行器编队的队形结构计算得出。

4.根据权利要求3所述的水下无人航行器编队的队形控制方法，其特征在于，所述虚拟吸力势场的零势点相较于所述实际位置的方位作为吸力的方向，吸力的大小与所述虚拟吸力势场的零势点相较于所述实际位置的距离正相关；相邻的所述虚拟斥力势场的零势点之间的方向作为斥力的方向，斥力的大小与所述虚拟斥力势场的零势点之间的距离负相关。

5.根据权利要求4所述的水下无人航行器编队的队形控制方法，其特征在于，所述虚拟斥力势场设置有有效半径，当两个航行器之间的距离大于所述有效半径时，虚拟斥力为零；当两个航行器之间的距离接触时，虚拟斥力为无穷大。

6.根据权利要求1所述的水下无人航行器编队的队形控制方法，其特征在于，在步骤二中，各航行器与控制平台之间能够无线通讯，所述运动参数信息至少包括航行器的位置信息、速度信息以及航向信息。

7.根据权利要求6所述的水下无人航行器编队的队形控制方法，其特征在于，所述编队控制平台接收所述运动参数信息时，首先对所述运动参数信息进行低频滤波处理，并将所述运动参数信息进行统一格式化处理后再进行各航行器的吸力和斥力的计算。

8.根据权利要求1所述的水下无人航行器编队的队形控制方法，其特征在于，所述校正量至少包括速度校正量以及方位校正量，所述航行器根据所述速度校正量调整俯仰电机和排油量，根据方位校正量调整横滚电机的转速。

9.根据权利要求1所述的水下无人航行器编队的队形控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：编队中各航行器实时获取自身的异常情况信息并发送至编队控制平台，所述编队控制平台根据所述异常情况信息处理航行器的异常情况。

10.根据权利要求1至9任一项所述的水下无人航行器编队的队形控制方法，其特征在于，所述编队控制平台位于航行器编队中。