[发明专利]一种无人航行器与搭载平台水面动态对接方法

说明书

本发明涉及一种无人航行器与搭载平台水面动态对接方法，属于水上无人航行器对接回收技术领域。该方法包括无人航行器按照预设航路追及搭载平台阶段，无人航行器基于其与搭载平台之间的实时相对距离和方位自主追击搭载平台阶段，无人航行器追击至搭载平台的对接位置后与搭载平台保持同速同向航行阶段，利用搭载平台上安装的可伸缩的牵引杆及牵引杆端部通过绳索连接的编织网实现无人航行器与搭载平台的对接，之后无人航行器停机并依赖搭载平台拖带航行。本发明所述方法涉及的搭载平台结构简单，对接操作简便，自主化程度高，对接效率高，对接精度高，实现了水面及水下无人航行器的自主对接，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种无人航行器与搭载平台水面动态对接方法，属于水上无人航行器对接回收技术领域。

背景技术

随着无人与智能化技术的发展，无人航行器在海底地形地貌勘察、水下目标搜索、海洋数据收集、海洋科考、军事侦察等方面得到了广泛的应用，其在深海或者隐蔽海区执行简单重复性、长时间不间断作业有很大的优势。但是受限于自身能源以及水下通讯数据传输带宽，无人航行器无法一直作业，需要定期回收，完成能源补给、数据上传、设备维护等操作。

目前，水面无人船的对接回收方法主要有吊笼式对接回收和滑道对接回收两种。其中，吊笼式对接回收由吊笼与搭载平台上起重吊机的吊索相连接，吊笼放入水面，操控无人船驶入吊笼内完成对接回收，该方法组成较复杂、操作难度很大，需与特种吊机配合应用；滑道对接回收是指搭载平台尾部开设斜槽或滑道，操控无人船驶入滑道，配合平台相关操作，完成无人船与搭载平台对接，该方法对搭载平台要求较高，需对搭载平台进行特殊设计，适应性差。

目前，对于水下无人航行器的对接方法比较典型有背驼对接方式、坞载引导对接方式和水下平台落坐式对接方式。背驼对接方式主要是在搭载平台上安装垂直杆，在无人航行器上安装“V形剪”装置，通过声学导航系统引导无人航行器靠近搭载平台，让“V形剪”捕捉平台上的垂直杆，捕捉成功后弹簧触发机构进行锁定，由搭载平台背坨着无人航行器完成对接，该对接方法可以在水下360度全方位尝试对接，但机械设计复杂，对无人航行器的操纵性和导引系统要求高。坞载引导对接方式是搭载平台释放喇叭口圆锥型导向罩，通过声学导航系统引导无人航行器进入圆锥导向罩实现对接，这种对接方式机械结构简单，设备安装方便，但只能实现单方向对接，水下对接过程中受到水中海流的影响非常大，对接效率较低。水下平台落坐式对接适用于无人航行器与水中平台或者海底平台对接，其泊坞系统采用了一种类似于飞机着陆的方式，在无人航行器上有两个带挂钩的捕捉臂，通过声学引导系统引导无人航行器的捕捉臂去捕捉对接平台上的V型定位装置，然后调整无人航行器的位置和姿态着落在对接平台上，锁定机构实现无人航行器的固定，该对接方法机械设计复杂，操作难度大，对无人航行器的操纵性和导引系统要求很高，对接效率低。

发明内容

针对目前无人航行器与搭载平台对接回收存在的问题，本发明提供一种无人航行器与搭载平台水面动态对接方法，提高对接效率和自主性，有效减少对接过程的难度，可用于实现水面及水下无人航行器的自主对接。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种无人航行器与搭载平台水面动态对接方法，包括以下步骤：

(1)追击航行

根据当前无人航行器和搭载平台的位置，以路径消耗(时间、空间、能量)为约束，制定无人航行器和搭载平台的作业航路(含航线和航速)，并将该作业航路分别装载至无人航行器和搭载平台，则无人航行器按照预设航路追及搭载平台；若无人航行器航行于水下时，则在追击航行阶段结束时浮出水面，之后进入引导航行阶段；

进一步地，无人航行器追击至与搭载平台的距离小于150m时，无人航行器降速至3～10kn，同时搭载平台以3～10kn的航速按照预设航路航行；

进一步地，若无人航行器航行于水下时，则无人航行器追击至与搭载平台的距离小于100m时，使水下无人航信器浮出水面，之后进入引导航行阶段；