[发明专利]一种面向出水区域内静态和动态障碍的UUV防碰撞方法

说明书

本发明属于UUV面向出水区域内静态和动态目标的防碰撞技术领域，具体涉及一种面向出水区域内静态和动态障碍的UUV防碰撞方法。本发明解决了现有技术中UUV指控人员对UUV出水时的上浮点附近无法准确预知障碍目标的存在或人为干预不及时，UUV于上浮点上浮时可能会与障碍物发生碰撞造成UUV破损的问题。本发明通过结合UUV安全制动距离、障碍物目标属性、UUV机动特性设计了UUV面向出水区域内静态和动态目标探测的防碰撞方法，有效提升了UUV在出水过程中的防碰撞能力，提高了UUV在上浮过程中对障碍环境的适应性和生存力。

技术领域

本发明属于UUV面向出水区域内静态和动态目标的防碰撞技术领域，具体涉及一种面向出水区域内静态和动态障碍的UUV防碰撞方法。

背景技术

随着当前军用及民用领域内需求的增多，UUV得到了越来越广泛的应用。UUV在水下执行任务时，必然会面临上浮出水问题，而UUV在水下时，指控人员无法对UUV的上浮出水作出过多干涉，只能在入水前将UUV上浮点下达给UUV，使其自动上浮。但UUV的上浮点附近往往会存在一些指控人员无法预知的静态或动态障碍物目标，故UUV能自行对上浮点附近的障碍物作出避碰处理显得尤为重要。

查阅当前国内外相关研究文献，相关研究主要集中于UUV于水面时对岛屿、礁石、船舶等目标或UUV处于水下时对同一水平面障碍目标的常规规避。在现有研究中，UUV于水下进行上浮过程中对上浮点附近的障碍目标进行防碰撞操作的研究较少，尚未检索到相关文献和专利，因此UUV面向出水区域内静态和动态目标的防碰撞尚无可借鉴的解决方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的UUV指控人员对UUV出水时的上浮点附近无法准确预知障碍目标的存在或人为干预不及时，UUV于上浮点上浮时可能会与障碍物发生碰撞造成UUV破损的问题，提供一种面向出水区域内静态和动态障碍的UUV防碰撞方法。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括以下步骤：

步骤1：UUV指控系统判断UUV任务航段中的上浮点是否进入UUV所携带的主动探测声纳的有效探测范围；当UUV任务航段中的上浮点进入主动探测声纳的有效探测范围时，主动声纳开始工作；

步骤2：通过主动探测声纳判断UUV安全出水区域内是否存在障碍物目标，并判断障碍物目标的属性；

所述的UUV安全出水区域是以预计上浮点为圆心，以UUV安全出水距离与UUV在水下最大偏移量之和为半径的圆形区域；所述的障碍物目标的属性包括静态目标和动态目标；

步骤3：根据主动探测声纳探测到的障碍物目标属性确定UUV具体避碰方案；

步骤3.1：若主动探测声纳在UUV的安全出水区域内探测到的障碍物中存在动态障碍目标，则执行步骤3.2；若主动探测声纳在UUV的安全出水区域内探测到静态障碍物目标，则执行步骤3.3；若主动探测声纳在UUV的安全出水区域内未探测到障碍物，则执行步骤4；

步骤3.2：判断动态障碍目标的吃水深度h是否小于UUV的下潜深度H；

若h≥H，则UUV继续下潜至h以下深度，以出水区域中心点为基准点，以出水区域为动态控位区域，UUV在动态控位区域内以动态控位方式潜伏等待，直到动态障碍目标通过后，返回步骤3.1；

若h＜H，则UUV保持此深度，以出水区域中心点为基准点，以出水区域为动态控位区域，UUV在动态控位区域内以动态控位方式潜伏等待，直到动态障碍目标通过后，执行步骤3.1；

步骤3.3：以静态障碍物目标为圆心、以UUV安全出水距离为半径规划圆形区域；将所有静态障碍物规划的圆形区域的并集作为危险区域上传至UUV指控系统；以危险区域边缘上距原出水点最近的点作为UUV新的出水点；以新出水点为圆心，以UUV安全出水距离为半径作为新的出水区域，判断新出水区域内是否存在障碍物；若新出水区域内不存在障碍物，则执行步骤4，否则返回步骤3.1；