[发明专利]无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法及系统

权利要求书

1.一种无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法，其特征在于，包括：

获取无人水下航行器活动范围内的水下环境信息；

感知无人水下航行器的实时状态信息，所述实时状态信息包括运动状态信息、舵角信息和/或剩余电量信息；

根据无人水下航行器的水下环境信息和实时状态信息，结合预先构建的无人水下航行器知识库进行融合诊断，并输出电量不足风险因子、危险环境风险因子或卡舵故障风险因子；

根据电量不足风险因子、危险环境风险因子或卡舵故障风险因子输出对应的艉舵位形切换控制信号；

接收艉舵位形切换控制信号，并根据所述艉舵位形切换控制信号驱动艉舵电机旋转至指定艉舵位形。

2.如权利要求1所述的无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法，其特征在于，根据电量不足风险因子输出对应的艉舵位形切换控制信号包括：

当无人水下航行器的电池剩余电量占总电量的百分比低于设定阈值，且电量不足风险因子P_E小于0，则输出从十字舵位形向X舵位形切换的控制信号，且在切换完成后，不再切换回十字舵位形。

3.如权利要求1所述的无人水下航行器艉舵位形自主切换控制方法，其特征在于，根据危险环境风险因子输出对应的艉舵位形切换控制信号包括：

若危险环境风险因子P_C大于0，则继续保持十字舵位形，不切换；

若危险环境风险因子P_C小于0，且危险环境风险因子P_X大于0，则输出从十字舵位形向X舵位形切换的控制信号，并在危险环境风险因子P_C大于0之后，输出从X舵位形向十字舵位形切换的控制信号；

若危险环境风险因子P_C及危险环境风险因子P_X均小于0，则放弃当前危险环境工况作业任务，执行回收操作；

所述危险环境风险因子P_C及危险环境风险因子P_X的计算包括：

基于无人水下航行器的当前运动状态以及无人水下航行器知识库中的运动控制模型，利用模型预测算法，预测出无人水下航行器几何中心在未来一段时间的运行轨线；

将无人水下航行器知识库中的无人水下航行器艇体几何参数、X舵/十字舵位形下的艉部特征参数数据与保险系数相乘，分别计算出十字型艉舵最远端距离艇体中心轴线的长度L_C，以及X型艉舵最远端距离艇体中心轴线的长度L_X；

结合无人水下航行器水下环境信息中的复杂地形和障碍信息，基于探测传感器与无人水下航行器几何中心之间的坐标变换关系，计算出最近的障碍物距离无人水下航行器中心轴线的长度L_O；

基于上述参数，根据公式计算危险环境风险因子P_C及危险环境风险因子P_X。