[发明专利]一种水下潜艇动态回收AUV过程中的安全性分析方法

摘要

本发明提供一种水下潜艇动态回收AUV过程中的安全性分析方法，首先将潜艇回收AUV的过程分为返航段、平面调整段和入坞段，通过AUV、潜艇和坞站所搭载的传感器获取对接过程中AUV当前时刻的状态信息，选取相应的安全性评价指标与阈值数据库进行对比，根据安全判定决定AUV继续对接还是执行相应的安全性措施。本发明充分考虑水下回收中存在的海流干扰、几何约束、信号延迟、无直接通信、欠驱动等问题，选择实用、有效的安全评价指标，制定安全评估方案及安全性措施，在保证回收成功率的前提下有效的分析安全性问题，避免发生危险。

主权项

1.一种水下潜艇动态回收AUV过程中的安全性分析方法，其特征在于：回收过程包括返航段、平面调整段和入坞段，给定已知的AUV在回收过程中各安全性评价指标的动态阈值的数据库，步骤如下：

步骤一、判断返航段是否安全：

通过超短基线得到AUV与潜艇的相对高度，对相对高度进行归一化处理并结合数据库进行判断：

(1)判断经归一化处理后得到的相对高度是否在0到1之间：若不在，则停止回收，准备重新进行新一次的回收；若在，则进行下一步；

(2)判断经归一化处理后得到的相对高度是否在0.05到0.95之间：若不在，则认为AUV在危险区内，调整AUV的螺旋桨转速、水平舵、垂直舵直使经归一化处理后得到的相对高度在0.05到0.95之间；若在，进行下一步；

(3)判断经归一化处理后得到的相对高度是否在0.2到0.8之间：若不在，则认为AUV在过渡区，调整AUV的螺旋桨转速、水平舵、垂直舵直使经归一化处理后得到的相对高度在0.2到0.8之间；若在，则AUV在返航段是安全的，准备进入平面调整段；

步骤二、判断平面调整段是否安全：

通过超短基线、摄像机和罗经得到AUV与潜艇之间的相对高度、相对速度以及AUV的艏向角，对相对高度、相对速度以及AUV的艏向角进行归一化处理并结合数据库进行判断：

(1)判断经归一化处理后得到的相对高度和AUV的艏向角是否在0到1之间：若在，则进行下一步；若否，则停止回收，准备重新进行新一次的回收；

(2)判断经归一化处理后得到的相对高度和AUV的艏向角是否在0.05到0.95之间：若经归一化处理后得到的相对高度和AUV的艏向角在0.05到0.95之间，进行下一步；若经归一化处理后得到的相对高度和AUV的艏向角不在0.05到0.95之间，则认为AUV在危险区内，继续判断经归一化处理后得到的相对速度是否在0.05到0.95之间：若经归一化处理后得到的相对速度在0.05到0.95之间，认定此时安全性较差但回收工作可继续进行并到下一步；若经归一化处理后得到的相对速度不在0.05到0.95之间，则停止回收，准备重新进行新一次的回收；

(3)判断经归一化处理后得到的相对高度和AUV的艏向角是否在0.2到0.8之间：若经归一化处理后得到的相对高度和AUV的艏向角不在0.2到0.8之间，则认为AUV在过渡区，继续判断经归一化处理后得到的相对速度是否在0到1之间：若经归一化处理后得到的相对速度不在0到1之间，则停止回收，准备重新进行新一次的回收；若经归一化处理后得到的相对速度在0到1之间，继续判断经归一化处理后得到的相对速度是否在0.05到0.95之间：若经归一化处理后得到的相对速度在0.05到0.95之间，则认定AUV是安全的，准备进入入坞段；若经归一化处理后得到的相对速度不在0.05到0.95之间则调整AUV的螺旋桨转速、水平舵、垂直舵直使经归一化处理后得到的相对速度在0.05到0.95之间；

若经归一化处理后得到的相对高度和AUV的艏向角在0.2到0.8之间，则认定AUV是安全的，准备进入入坞段；

步骤三、判断入坞段是否安全：

通过摄像机、多普勒测速仪和罗经得到AUV与潜艇之间的相对高度、相对速度、AUV的艏向角以及横向偏差，对相对高度、相对速度、AUV的艏向角以及横向偏差进行归一化处理并结合数据库进行判断：

(1)判断经归一化处理后得到的相对高度、AUV的艏向角、横向偏差是否在0到1之间：若在，则进行下一步；若否，则停止回收，准备重新进行新一次的回收；

(2)判断经归一化处理后得到的相对高度、AUV的艏向角、横向偏差是否在0.05到0.95之间：若经归一化处理后得到的相对高度、AUV的艏向角、横向偏差在0.05到0.95之间，进行下一步；若经归一化处理后得到的相对高度、AUV的艏向角、横向偏差不在0.05到0.95之间，则认为AUV在危险区内，继续判断经归一化处理后得到的相对速度是否在0.05到0.95之间：若经归一化处理后得到的相对速度在0.05到0.95之间，认定此时安全性较差但回收工作可继续进行并到下一步；若经归一化处理后得到的相对速度不在0.05到0.95之间，则停止回收，准备重新进行新一次的回收；

(3)判断经归一化处理后得到的相对高度、AUV的艏向角、横向偏差是否在0.2到0.8之间：若经归一化处理后得到的相对高度、AUV的艏向角、横向偏差不在0.2到0.8之间，则认为AUV在过渡区，继续判断经归一化处理后得到的相对速度是否在0到1之间：若经归一化处理后得到的相对速度不在0到1之间，则停止回收，准备重新进行新一次的回收；若经归一化处理后得到的相对速度在0到1之间，继续判断经归一化处理后得到的相对速度是否在0.05到0.95之间：若经归一化处理后得到的相对速度在0.05到0.95之间，则认定AUV是安全的，准备进入入坞段；若经归一化处理后得到的相对速度不在0.05到0.95之间则调整AUV的螺旋桨转速、水平舵、垂直舵直使经归一化处理后得到的相对速度在0.05到0.95之间；

若经归一化处理后得到的相对高度、AUV的艏向角、横向偏差在0.2到0.8之间，则认定回收符合安全性。