[发明专利]基于压缩感知的多无人水下航行器协同探测方法

摘要

本发明提供的是一种基于压缩感知的多无人水下航行器协同探测方法。包括：(1)基于压缩感知的空间压缩采样，将多UUV其中的一个作为主UUV，而其他UUV作为从UUV；对所有UUV的声呐阵列的各阵元采用二进制伪随机编码，这些编码向量构成探测矩阵∨；(2)基于联合最优估计的分布式图像重构，每个从UUV对应一个子估计器，主UUV对应主估计器；主及每个子估计器同时单独运行，对声呐接收信号进行最优估计运算，获得各自的探测数据，之后在主估计器中进行融合处理，实现声呐图像重构。本发明能够有效减少单个UUV节点获取图像的时间，克服多UUV节点不能对同一目标进行同时探测的问题，提高水下目标探测的快速性和准确性。

主权项

一种基于压缩感知的多无人水下航行器协同探测方法，其特征是包括基于压缩感知的空间压缩采样和基于联合最优估计的分布式图像重构两部分；所述基于压缩感知的空间压缩采样包括：将多UUV其中的一个作为主UUV，而其他UUV作为从UUV；对所有UUV的声呐阵列的各阵元采用二进制伪随机编码，这些编码向量构成探测矩阵Φ；编码由伪随机码发生器产生，而随机码发生器由移位寄存器实现；寄存器保持与系统时间的同步，其数字单元在每个时钟周期内进行模2和计算，逐个比特生成伪随机码；数据的收发方式为声呐阵列的每个阵元同时收发数据；所述基于联合最优估计的分布式图像重构包括：每个从UUV对应一个子估计器，主UUV对应主估计器；主估计器以及每个子估计器同时单独运行，对声呐接收信号进行最优估计运算，获得各自的探测数据，之后在主估计器中进行融合处理，实现声呐图像重构；其中，压缩感知信号重构约束条件，结合最小方差准则，以虚拟探测的形式嵌入状态估计问题中，对经过最优估计的状态进行校正；虚拟探测校正过程，以迭代的方式实现。